Нейросеть воссоздала человеческую речь по активности мозга
Специалисты из Нью-Йоркского университета создали нейросеть, способную анализировать нейронную активность коры головного мозга и по ней реконструировать речь человека. Более того, ученые дополнительно обучили сеть воспроизводить голос пациента по нескольким образцам голосовых или видеозаписей, позволяя людям вернуть свой голос даже после его потери.
Человеческая речь — это сложная поведенческая активность, которая включает в себя не только управление движениями множества ротовых, гортанных и дыхательных мышц, но и одновременную обработку собственной речи для ее корректировки. Разделение разветвленных нейронных сетей мозга, контролирующих точные движения мышц и обрабатывающих слуховую обратную связь, признают крайне сложной задачей. Однако ее необходимо решить для разработки речевых протезов следующего поколения.
Во многих моделях производства речи принято считать, что эти две системы анатомически разделены. Система прямой связи в основном управляется вентральной лобной корой, тогда как обработка обратной связи осуществляется через различные сенсорные зоны коры (например, через извилину Гешля и верхнюю височную извилину). Но на практике две сети нейронов значительно перекрываются и взаимодействуют, и даже самые современные методы электрокортикографии (запись биоэлектрической активности мозга с помощью регистрации сигналов с сети электродов, имплантированных в кору головного мозга) не способны отделить процессы производства речи от ее обработки.
В новой работе группа исследователей из США представила собственную архитектуру нейросети глубокого обучения, тренирующуюся на электрокортикографических (ЭКоГ) записях активности коры головного мозга человека для пространственного и временного разрешения моторных и сенсорных сигналов. Обучая нейросеть применять причинные (использующие текущие и прошлые нейронные сигналы), антипричинные (использующие текущие и будущие нейронные сигналы) или непричинные (их комбинацию) временные свертки, авторам исследования удалось реконструировать человеческую речь. О своей разработке коллектив ученых рассказал в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследователи использовали нейросеть для создания собственных протезов, которые смогут считывать активность мозга и декодировать ее непосредственно в речь. Более того, прототип специалистов из Нью-Йоркского университета имеет еще одну особенность: он способен в значительной степени воссоздать голос пациента, используя лишь небольшой набор записей — например, с видео на YouTube или записи Zoom.
Для сбора данных и тестирования своего прототипа исследователи обратились к группе из пяти пациентов с диагностированной рефрактерной эпилепсией и нарушениями развития речи. В этом состоянии пациент, страдающий судорожными припадками, не реагирует на лечение противоэпилептическими препаратами в адекватных дозах и комбинациях, а значит, не поддается медикаментозному лечению.
Этим пациентам имплантировали в левое полушарие мозга сетку из 64 стандартных субдуральных (помещаемых на поверхность коры головного мозга) электродов ЭЭГ для мониторинга их состояния в течение недельного эксперимента. Кроме того, им устанавливали дополнительные 64 электрода меньшего размера, чередующиеся между обычными клиническими электродами для повышения пространственного разрешения считываемого сигнала. Имплантированная ЭКоГ-матрица предоставила исследователям ключевую информацию о деятельности мозга во время процесса произнесения речи, что позволяло с высокой точностью ее декодировать.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Больше половины студентов регулярно читают учебные тексты под музыку, хотя многие научные работы утверждают, что это вредит пониманию текста. Исследователи из Университета Эдит Коуэн выяснили, что эта привычка определяется не когнитивными способностями вроде силы внимания, а тем, насколько важную роль музыка играет в жизни конкретного человека.
Команда археологов в составе младшего научного сотрудника Отдела славяно-финской археологии ИИМК РАН Натальи Григорьевой и археозоологов Института экологии растений и животных УрО РАН Ольги Бачуры и Татьяны Лобановой завершила комплексное исследование коллекции костей животных из раскопок поселения на Земляном городище Старой Ладоги (Ленинградская область). В ходе работы удалось проследить изменения системы хозяйства жителей на протяжении почти 10 веков.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В России 19 мая отмечается День фармацевтического работника. В современном мире эта отрасль подвержена большим изменениям: аптеки уходят в онлайн, производство локализуется, а требования к лекарствам растут. Вместе с отраслью меняется и сама профессия провизора. О том, почему фармацевтика нуждается в новом типе специалиста и что для этого нужно сделать, рассказывает доктор экономических наук, директор Института экономики и управления НИТУ МИСИС Алексей Митенков.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии