Thiết bị cấy ghép não AI giúp người câm nói và hát

[pizza]

Thiết bị này cho phép những người bị câm, mất khả năng nói có thể truyền tải ngay lập tức suy nghĩ của mình thành lời nói, thậm chí hát diễn cảm.


Casey Harrell được cấy thiết bị giúp biểu thị suy nghĩ của ông thành lời nói, thậm chí hát diễn cảm. Ảnh: UC Davis.
Ở tuổi 45, Casey Harrell (Mỹ) đã mất giọng nói vì bệnh xơ cứng teo cơ một bên (ALS). Còn được gọi là bệnh Lou Gehrig, căn bệnh này ăn mòn các dây thần kinh kiểm soát cơ ở não và tủy sống. Các triệu chứng bắt đầu bằng việc cơ yếu đi, co giật không kiểm soát được và khó nuốt. Cuối cùng, bệnh nhân mất kiểm soát các cơ ở lưỡi, cổ họng và môi, gây mất khả năng nói.

Không giống những bệnh nhân bị liệt, Harrell vẫn có thể phát ra âm thanh mà những người chăm sóc dày dạn kinh nghiệm có thể hiểu được, nhưng chậm và không rõ ràng.

Hiện tại, nhờ tham gia nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học của Đại học California, Davis (Mỹ), với thiết bị cấy ghép não được điều khiển bằng AI, ông có thể một lần nữa "nói" bằng giọng nói do máy tính tạo ra nghe giống giọng nói thật của ông.

Theo tạp chí Nature, thiết bị này, gọi là giao diện não - máy tính (BCI), sử dụng trí tuệ nhân tạo AI để giải mã hoạt động điện não của người tham gia khi họ cố gắng nói. Thiết bị này là thiết bị đầu tiên tái tạo không chỉ những từ mà một người muốn nói mà còn cả các đặc điểm của lời nói tự nhiên như giọng điệu, cao độ và sự nhấn mạnh, giúp thể hiện ý nghĩa và cảm xúc.

Ông Harrell được cấy thiết bị vào vùng vỏ não kiểm soát vận động của người tham gia, gồm 256 điện cực nhỏ, mỗi điện cực dài 1,5 mm.


Các điện cực cấy vào vùng này giúp ghi lại hoạt động não liên quan đến lời nói của một người đàn ông không thể nói rõ ràng. Ảnh: Kateryna Kon/Science Photo Library.
Maitreyee Wairagkar, nhà khoa học thần kinh tại Đại học California, tác giả nghiên cứu và các đồng nghiệp đã thực hiện các thuật toán để thu thập tín hiệu trong não của bệnh nhân sau mỗi 10 mili giây. Thiết bị đã giải mã âm thanh mà người đàn ông cố gắng tạo ra thay vì các từ ông định nói hoặc âm vị rời rạc.

"Chúng ta không phải lúc nào cũng sử dụng từ ngữ để truyền đạt những gì chúng ta muốn. Chúng ta có những câu cảm thán, có những cách phát âm biểu cảm khác không diễn đạt bằng lời. Để làm được điều đó, chúng tôi đã áp dụng cách tiếp cận này, hoàn toàn không bị hạn chế", Wairagkar giải thích.

Nhóm nghiên cứu sử dụng thuật toán AI tổng hợp bản ghi âm cũ trước khi bệnh nhân bị mất giọng để âm thanh nghe tương tự giọng nói của ông Harrell. BCI cũng tạo ra thành công các âm thanh cảm thán như "aah", "ooh" và "hmm" và những từ, lời nói không cố định.

Ông Harrell cho biết cảm thấy vui vẻ và rất xúc động khi nghe thấy "giọng nói thật" của mình.

Trong các thí nghiệm khác, BCI xác định người tham gia có đang cố gắng nói một câu dưới dạng câu hỏi hay câu khẳng định không. Thiết bị cũng có thể xác định khi nào người đó nhấn mạnh các từ khác nhau trong cùng một câu và điều chỉnh giọng điệu cho phù hợp. Các BCI trước đây chỉ có thể tạo ra giọng nói đều đều, đơn điệu.

Silvia Marchesotti, kỹ sư thần kinh tại Đại học Geneva ở Thụy Sĩ, đánh giá đây là bước đột phá mang tính "chuyển mình" trong lĩnh vực BCI, mở đường cho những công cụ hỗ trợ ngôn ngữ mang tính ứng dụng cao, có tiềm năng trở thành công cụ giao tiếp thường nhật cho những người mất khả năng nói trong tương lai.

VietBF@ sưu tập