Cấy ghép não tại UC Davis chuyển đổi tư duy thành lời nói có cảm xúc

: Một công nghệ mới tại Đại học California, Davis đã giúp một bệnh nhân mắc xơ cứng teo cơ một bên (ALS) giao tiếp với gia đình theo thời gian thực bằng cách chuyển sóng não thành lời nói có ngữ điệu và giai điệu đơn giản. Không giống các hệ thống trước chỉ chuyển tín hiệu não thành văn bản, thiết bị này tạo ra giọng nói gần như tức thì, mô phỏng hoạt động của dây thanh quản để người dùng có thể trò chuyện tự nhiên, biểu cảm và ngắt lời đúng lúc. Hệ thống sử dụng các vi điện cực cấy vào vùng não tạo lời nói, ghi lại tín hiệu điện thần kinh và xử lý bằng AI để tái tạo giọng nói dựa trên mô hình học từ các câu mẫu. Trong thử nghiệm, người dùng không chỉ tạo được từ mới mà còn hát được giai điệu ngắn, và người nghe hiểu được khoảng 60% nội dung—một bước tiến vượt bậc so với mức 4% khi không hỗ trợ.

Các nhà nghiên cứu tại UC Davis đã phát triển một giao diện não–máy tính (BCI) tiên phong có khả năng chuyển đổi suy nghĩ của con người thành lời nói kèm theo cảm xúc, bao gồm cả ngữ điệu và giai điệu. Hệ thống này được thử nghiệm trên một bệnh nhân mắc ALS (xơ cứng teo cơ một bên), với bốn vi điện cực được cấy vào vùng vỏ não điều khiển phát âm. Khác với các công nghệ trước đó vốn chuyển suy nghĩ thành văn bản rồi phát ra chậm rãi, hệ thống mới này tạo ra giọng nói gần như tức thì—chỉ sau khoảng 40 mili-giây kể từ khi người bệnh cố gắng phát âm.

Điểm đặc biệt của BCI này là khả năng tái hiện lại nhịp điệu tự nhiên, ngữ điệu và tính biểu cảm đặc trưng của giọng nói con người. Người tham gia thậm chí có thể hát những giai điệu ngắn và đặt câu hỏi với ngữ điệu phù hợp. Đây là một bước tiến lớn trong việc phục hồi giao tiếp bằng giọng nói chân thật cho những người bị liệt nặng.

Giọng nói tổng hợp từ hệ thống đạt khoảng 60% mức độ dễ hiểu, so với chỉ 4% khi không dùng thiết bị. Các nhà nghiên cứu đạt được kết quả này nhờ huấn luyện thuật toán AI để liên kết các mô hình hoạt động thần kinh với dữ liệu âm thanh từng được ghi lại trước khi người bệnh mất khả năng nói. Nhờ đó, thiết bị có thể tạo ra giọng nói giống với giọng gốc, mang đậm tính cá nhân.

Một điểm nổi bật khác là khả năng điều chỉnh ngữ điệu linh hoạt theo thời gian thực. BCI có thể nâng cao giọng để tạo câu hỏi hoặc nhấn mạnh từ khóa, giúp cuộc hội thoại trở nên sinh động hơn. Nó cũng có thể tạo ra từ ngữ mới, mở rộng khả năng giao tiếp vượt xa giới hạn của các hệ thống chỉ dùng câu nói hoặc âm thanh cài sẵn.

Dù hiện tại công nghệ này mới chỉ được thử nghiệm trên một người, nhóm nghiên cứu tại UC Davis đang mở rộng các thử nghiệm lâm sàng trong khuôn khổ chương trình BrainGate2. Họ hy vọng có thể kiểm chứng và cải tiến hệ thống trên nhiều người và tình trạng bệnh khác nhau. Nếu thành công, công nghệ này có thể trở thành giải pháp giao tiếp hàng ngày, giàu cảm xúc cho những người mắc bệnh thần kinh nghiêm trọng.

Nguồn: UC Davis Health, Nature, Fox News, Medium