La notizia risale a prima dell'estate ma vale la pena ripescarla in quanto indicativa delle potenzialità terapeutiche degli impianti cerebrali (trattati in maniera estesa in un precedente articolo)
Un impianto cerebrale permette a un uomo di parlare e di cantare grazie ad un dispositivo che traduce i pensieri e le parole (pensate) in tempo reale. Parlare, ben inteso, con le varie sfumature espressive e non come fosse una sterile voce sintetica.
Il dispositivo trasmette i cambiamenti di intonazione quando pone domande, enfatizza le parole che sceglie e gli permette di canticchiare una serie di note in tre tonalità.
Lo studio effettuato su una persona affetta da una grave disabilità linguistica, conseguenza della SLA, ha dimostrato come il sistema sia in grado di decodificare l'attività cerebrale del soggetto e produrre la voce sintetica in soli 10 millisecondi dal momento in cui "nasce" l'attività neurale che indica la volontà di parlare.
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| In colore la corteccia motoria in cui sono stati impiantati gli elettrodi (Kateryna Kon/Science Photo Library) |
Il sistema, noto come interfaccia cervello-computer (BCI), ha utilizzato l'intelligenza artificiale per decodificare l'attività cerebrale elettrica del partecipante mentre cercava di parlare. Si tratta del primo dispositivo del genere, che non si limita a "esprimere" le parole ma anche caratteristiche del linguaggio naturale come intonazione ed enfasi, caratteristiche fondamentali nella comunicazione interpersonale.
Un miglioramento significativo rispetto ai sistemi precedenti in cui l'intervallo di tempo tra segnale neurale e voce avveniva in circa 3 secondi (o al termine della frase "pensata")
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| La reazione del paziente alla sua voce sintetica (Credit: UCD) |
Il BCI installato ha richiesto un intervento chirurgico per posizionare 256 elettrodi in silicio, ciascuno lungo 1,5 mm, nell'area cerebrale che controlla il movimento dei muscoli necessari per parlare. Attraverso algoritmi di deep learning il sistema è stato addestrato a catturare i segnali nel suo cervello ogni 10 millisecondi, decodificando i suoni che l'uomo tentava di produrre, anziché le parole che intendeva o i fonemi costituenti (le subunità del linguaggio che formano le parole pronunciate).
Il team ha anche personalizzato la voce sintetica per renderla più simile possibile a quella originale grazie ad algoritmi dedicati che hanno "lavorato" su registrazioni di interviste effettuate prima della comparsa dei sintomi.
Altro elemento di novità, la richiesta al paziente di provare a emettere interiezioni come "aah", "ooh" e "hmm" e di pronunciare parole inventate. Il BCI è riuscito a riprodurre questi suoni, dimostrando di poter generare un discorso senza bisogno di un vocabolario fisso.
Il risultato finale è stata la produzione di parole e la capacità di rispondere a domande aperte, esprimendo ciò che voleva usando anche parole che non facevano parte dei dati usati per addestrare la IA.
Durante altri test il sistema ha correttamente interpretato la volontà del soggetto, riproducendo in modo corretto la frase come una affermazione o come una domanda, e variare l'accento in parole diverse regolando l'intonazione.
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Fonte
- An instantaneous voice-synthesis neuroprosthesis
Maitreyee Wairagkar et al, (2025) Nature, 644, pp- 145–152
- An Accurate and Rapidly Calibrating Speech Neuroprosthesis
Nicholas S. Card et al, (2024) NEJM 391 (7)
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