Könnten Wissenschaftler Gedanken in Sprache verwandeln? Hoffnung für gelähmte Patienten, wieder zu „sprechen“.

Wissenschaftler nähern sich immer mehr der Fähigkeit, die Gedanken von Patienten, die ihre Sprache verloren haben, in Worte zu fassen.

Die Technologie hat Sprünge und Grenzen gemacht, um die Kluft zu überbrücken, die sich zwischen Geist und Körper bildet, wenn einer (oder beide) durch eine Krankheit beschädigt werden.

Amputierte können nun mit futuristischen, geistesgesteuerten Körperteilen ausgestattet werden; bionische Augen geben den sehenden Menschen das Augenlicht, Cochlea-Implantate ermöglichen es Gehörlosen zu hören.

Die Wiederherstellung der Sprache stellt jedoch eine besondere Herausforderung dar und ist meist im Bereich der Science Fiction und der (meist) Pseudowissenschaften der Telepathie geblieben.

Ambitionierte Wissenschaftler, die über die ganze Welt verstreut sind, stehen kurz davor, dies zu ändern, mit Implantaten, die als „Brain-Computer-Schnittstellen“ fungieren und bald in der Lage sein könnten, die Stimmen in den Köpfen eines sprachlosen Patienten zu übertragen.

Bis zu seinem Tod im März war der britische Kosmologe Stephen Hawking einer der einflussreichsten und berühmtesten Denker, Lehrer und Sprecher des letzten Jahrhunderts.

Aber in den letzten 30 Jahren seines Lebens hatte er keine Stimme.

Die Computerunterstützung ermöglichte es dem genialen Astrophysiker, weiterhin auf der ganzen Welt zu sprechen. Die Stimme von „Perfect Paul“ – einem früh synthetisierten Sprechwerkzeug mit amerikanischem Akzent für telefonische Sofortantworten – wurde zu Hawkings unverwechselbarem Tenor.

Die synthetische Sprachtechnologie verbesserte sich, aber Hawking blieb bei Pauls leicht stockender Rede. Er hat jedoch verschiedene Kontrollmechanismen durchlaufen.

Nachdem sein Daumen keine Buchstaben mehr auswählen konnte, ermöglichte ein innovatives System, das die subtilen Zuckungen seiner Wangen aufnahm, Hawking die weitere Kommunikation.

Aber Perfect Paul hat Hawkings brillanten Verstand nie direkt gelesen. Sprechen“ bedeutete einen Buchstabenauswahlprozess, der – selbst bei den neuesten und größten vorausschauenden Texttechnologien – zweifellos immer langsamer sein würde als die natürliche Sprache und Meditationen des großen Wissenschaftlers über die Geschichte der Zeit.

Jetzt kartieren Neurowissenschaftler und Ingenieure der Columbia University und Northwell Health in New York die private Sprache des Gehirns, so dass sie bald in der Lage sein werden, die Stimme in unseren Köpfen zu übersetzen.

Verschiedene Regionen des Gehirns kommunizieren miteinander durch eine Kombination aus elektrischen Impulsen und chemischen Botenstoffen.

Hören und Sprechen konzentrieren sich auf Brocas Bereich, der sowohl für die Stimme des Gehirns als auch für das „Ohr des Geistes“ verantwortlich ist. Und Wernickes Gebiet kontrolliert unsere Wortwahl.

Die Mitarbeiter der Columbia University und Northwell Health in New York hoffen, dass sie durch das Zuhören der intimsten Gespräche des Gehirns mit sich selbst lernen könnten, wie sie seine elektrische Sprache in Wörter übersetzen können, die die Außenwelt über eine Gehirn-Computer-Schnittstelle versteht, berichtet Stat News.

Dies würde sich für Patienten mit Lähmungen durch Verletzungen, ALS oder Locked-in-Syndrom lebenswichtig ändern.

ALS greift oft schließlich die bulbären Neuronen an, die die motorische Funktion oder die Bewegungen steuern, die am physischen Akt des Sprechens beteiligt sind.

Der Verlust dieser Funktion bedeutet nicht, dass die Sprache ganz verloren geht – wir müssen nur lernen, die Sprache des Gehirns zu verstehen.

So Dr. Nima Mesgarani, ein Professor für Elektrotechnik, hört dem Gehirn-Getuschel mit implantierten Elektrodenstreifen zu, so Stat News.

Seine Elektroden zeichnen die elektrischen Risse und Schnappschüsse im Gehirn auf und senden sie an einen Computer, der dann versucht, aus ihnen Köpfe oder Schwänze zu machen.

Wie jede andere Sprache muss auch der Computer von Dr. Mesgarani immer mehr aus dem elektrischen Vokabular des Gehirns lernen.

Dr. Mesgarani hat sich daher mit Dr. Ashesh Mehta und seinen Freiwilligen, epileptischen Patienten, zusammengetan, die es den Wissenschaftlern ermöglichen, ihr Gehirn während einer Operation mit den Elektroden zu implantieren, um die Ursache ihrer Anfälle zu finden.

Je mehr Patienten sie implantieren, desto besser werden sie wissen, wie man Wörter erkennt.

Der erste Schritt ist, zu lernen, wie die elektrische Aktivität unseres Gehirns aussieht, wenn wir zu uns selbst „ja“ oder „nein“ sagen.

Von der Übersetzung komplexer Gedanken sind wir jedoch noch weit entfernt, und diese werden wahrscheinlich noch einige Zeit im Kopf hängen bleiben.

Aber weder sie noch die Handvoll anderer Wissenschaftler, die an ähnlichen medizinischen Technologien arbeiten, sind die einzigen, die sich für Gehirn-Computer-Schnittstellen interessieren.

Facebook, Elon Musk’s Neuralink und andere Technologieunternehmen haben ähnliche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten gestartet – mit weniger philanthropischen Zwecken im Hinterkopf.

Im Jahr 2017 kündigte Facebook sein eigenes Ziel an, sozusagen ein Face Brain zu machen, das Gedanken-zu-Text-Technologie verspricht, so dass das Internet nie auf eine einzige Sache verzichten muss, die man denkt.

Das Facebook-Team hat darauf bestanden, dass Thought-to-Text keine Science-Fiction mehr ist, aber Dr. Mesgarani und Dr. Mehta verfolgen einen maßvolleren Ansatz.

Die fünf von ihnen rekrutierten Patienten mussten dann mühsam Zahlen und Geschichten wiederholen, bis die Ärzte die elektrischen Impulsmuster ihres Gehirns aufgezeichnet hatten.

Diese Signale wurden dann in eine Art medizinischen Synth eingespeist, um zu sehen, ob sie wie Sprache oder Kauderwelsch ausfallen würden.

Dr. Mesgarani und Dr. Mehta haben sich etwas dazwischen gesetzt.

Die meisten bisherigen Systeme hatten nur „Wörter“ hervorgebracht, die etwa halbwegs unsinnig und verständlich waren. Der neue Gehirnübersetzer war etwa 75 Prozent „verständlich“.

Wir haben einen guten Rahmen, um genaue und verständliche rekonstruierte Sprache aus der Gehirnaktivität zu erzeugen“, sagte Dr. Mesgarani gegenüber Stat.

Und das ist ein Schritt in Richtung der nächsten Generation von Mensch-Computer-Interaktionssystemen…. für Patienten mit Lähmung und Locked-in-Syndrom…

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