Der virtuelle Stimmapparat wurde entwickelt, um bei Sprachverlust zu helfen

Forscher der University of California haben einen virtuellen Vokaltrakt entwickelt, der aus einem Decoder, der die Gehirnaktivität in Bewegungen umwandelt, und einem Synthesizer besteht, der diese Bewegungen in eine Annäherung an die Stimme des Patienten umwandelt, die eine präzise synthetische Sprache erzeugt. Die Forscher stellten fest, dass diese synthetische Sprache signifikant besser war als die direkt aus der Gehirnaktivität ohne den virtuellen Stimmapparat dekodierte. Das Team sammelte zunächst Aufzeichnungen von Teilnehmern, die Sätze lasen, und zeichnete gleichzeitig die entsprechende Gehirnaktivität auf. Anschließend haben sie die für die Erzeugung der Geräusche erforderlichen Stimmbewegungen rückgängig gemacht und sie der mit diesen Geräuschen verbundenen Gehirnaktivität zugeordnet, sodass für jeden Teilnehmer, den seine Gehirnaktivität steuern kann, ein virtueller Stimmtrakt erstellt werden kann. Der neuronale Code für Stimmbewegungen überlappt sich an bestimmten Stellen, so dass die Simulation des Stimmtrakts eines Teilnehmers geändert werden kann, um auf die neuronalen Anweisungen zu reagieren, die vom Gehirn eines anderen Teilnehmers aufgezeichnet wurden. Dies könnte bedeuten, dass Personen mit Sprachverlust aufgrund einer neurologischen Beeinträchtigung lernen könnten, eine Sprachprothese zu steuern, die der Stimme einer Person mit intakter Sprache nachempfunden ist. Edward Chang, Professor für neurologische Chirurgie und Mitglied des UCSF Weill Institute for Neuroscience, sagte: „Zum ersten Mal zeigt diese Studie, dass wir ganze gesprochene Sätze auf der Grundlage der Gehirnaktivität eines Individuums erzeugen können. Dies ist ein berauschender Beweis für das Prinzip, dass wir mit einer Technologie, die bereits in Reichweite ist, in der Lage sein sollten, ein Gerät zu bauen, das für Patienten mit Sprachverlust klinisch brauchbar ist. “Josh Chartier, Doktorand der Bioingenieurwissenschaften in Changs Labor, sagte:„ Wir immer noch haben eine Möglichkeit, die gesprochene Sprache perfekt zu imitieren. Wir sind ziemlich gut darin, langsamere Sprachtöne wie "sh" und "z" zu synthetisieren sowie die Rhythmen und Intonationen der Sprache und das Geschlecht und die Identität des Sprechers beizubehalten, aber einige der abrupteren Klänge wie "b" und "p" werden etwas unscharf. Die Genauigkeit, die wir hier erzielt haben, wäre jedoch eine erstaunliche Verbesserung der Echtzeitkommunikation im Vergleich zu den derzeit verfügbaren. Menschen, die ihre Arme und Beine nicht bewegen können, haben gelernt, Roboterglieder mit ihrem Gehirn zu steuern. Wir sind zuversichtlich, dass Menschen mit Sprachbehinderungen eines Tages mit diesem gehirngesteuerten künstlichen Stimmapparat wieder sprechen lernen können. “