Αναμείνατε ολίγον τι
Επιστήμες

Ένα πολύ διαφορετικό κελάηδισμα

bird profile zebra finch

Τον Απρίλιο, ο Elon Musk ανακοίνωσε μια νέα εταιρία με την ονομασία Neuralink. Κάποιες μέρες αργότερα, ο Mark Zuckerberg (CEO της εταιρείας Facebook) δήλωσε ότι «η άμεση διεπαφή του εγκεφάλου πρόκειται να σας επιτρέψει, να επικοινωνήσετε χρησιμοποιώντας μόνο το μυαλό σας». Η εταιρεία δήλωσε πως 60 μηχανικοί της εργάζονται πάνω στο συγκεκριμένο πρόβλημα.

Ας το παραδεχθούμε: είναι ένας πολύ φιλόδοξος στόχος και έχουμε λόγους να πιστεύουμε πως θα πάρει πολύ καιρό ώσπου να επιτευχθεί. Ωστόσο, για ένα μικρό σπίνο, το όνειρο ήρθε πολύ κοντά στην πραγματικότητα.

Κι αυτό χάρη στην αξιόλογη δουλειά του Timothy Gentner και των φοιτητών του στο University of California στο San Diego, που δημιούργησαν μια διασύνδεση «εγκεφάλου που κελαηδά», η οποία υπολογίζει το κελάηδισμα του μικρού πουλιού δευτερόλεπτα πριν εκείνο ξεκινήσει το τραγούδισμά του.

«Αποκωδικοποιήσαμε το πραγματικά σύνθετο κελάηδισμα των πουλιών απ ‘ευθείας από τη δραστηριότητα των νευρώνων», αναφέρουν οι επιστήμονες σε νέα έκθεση που δημοσιεύεται στην ιστοσελίδα bioRxiv. Η ομάδα, η οποία περιλαμβάνει τον ειδικό εμπειρογνώμονα για το κελάηδισμα των πουλιών, Ezequiel Arneodo, αναφέρεται στο σύστημα ως τον πρώτο πρωτότυπο «αποκωδικοποιητή σύνθετων, φυσικών σημάτων επικοινωνίας απ’ ευθείας από τη νευρική δραστηριότητα». Μια παρόμοια προσέγγιση θα μπορούσε να τροφοδοτήσει τις εξελίξεις για τη δημιουργία μιας διεπαφής ανθρώπου-δημιουργίας κειμένου.

Ο εγκέφαλος των ωδικών πουλιών δεν είναι πολύ μεγάλος. Αλλά το τραγούδι τους είναι παρόμοιο με την ανθρώπινη ομιλία- γεγονός που κατατάσσει αυτά τα πουλιά στο αγαπημένο των επιστημόνων που στις μελέτες τους για τη μνήμη και τη γνώση. Τα τραγούδια τους είναι περίπλοκα. Και όπως συμβαίνει και με την ανθρώπινη γλώσσα, τα διδάσκονται. Οι σπίνοι-όπως και όλα τα πουλιά- μαθαίνουν να κελαηδούν από κάποιο μεγαλύτερο πουλί.

Ο Makoto Fukushima, ένας από τους συνεργάτες του National Institutes of Health που χρησιμοποίησε εγκεφαλικές διεπαφές για να μελετήσει απλούστερες κραυγές πιθήκων, δηλώνει ότι το πλουσιότερο εύρος ομιλίας των πτηνών είναι ο λόγος που τα νέα αποτελέσματα έχουν «σημαντικά συμπεράσματα για την εφαρμογή στην ανθρώπινη ομιλία».

Οι υπάρχουσες διεπαφές εγκεφάλου που έχουν δοκιμαστεί σε ανθρώπους, παρακολουθούν κυρίως νευρικά σήματα που αντικατοπτρίζουν τις φανταστικές κινήσεις του βραχίονα ενός ατόμου, οι οποίες μπορούν να αξιοποιηθούν για να μετακινήσουν ένα ρομπότ για παράδειγμα. Έτσι, η ιδέα ενός κράνους ή εμφυτεύματος εγκεφάλου που μπορεί να αντιληφθεί αβίαστα αυτό που προσπαθείτε να πείτε, απέχει αρκετά από το να πραγματοποιηθεί.

Παρ’ όλα αυτά, δεν είναι αδύνατο όπως δείχνει η νέα μελέτη. Η ομάδα του UCSD χρησιμοποίησε ηλεκτρόδια πυριτίου σε άγρια πτηνά για να μετρήσει την «φλυαρία» των νευρώνων σε ένα μέρος του εγκεφάλου απ’ όπου προέρχονται «οι εντολές που διαμορφώνουν την παραγωγή του διδακτικού τραγουδιού».

Στο πείραμα χρησιμοποιήθηκε λογισμικό νευρωνικού δικτύου- ένας τύπος μηχανικής μάθησης. Οι ερευνητές τροφοδοτούσαν το πρόγραμμα τόσο με το πρότυπο της νευρικής πυροδότησης, όσο και με το πραγματικό τραγούδι που προέκυπτε, με όλες τις παύσεις, τις εκκινήσεις και τις αλλαγές των συχνοτήτων. Η ιδέα ήταν να εκπαιδεύσουν το λογισμικό τους ώστε να ταιριάζουν μεταξύ τους.

Η κύρια καινοτομία της ομάδας ήταν η απλούστευση της μετάφρασης των λειτουργιών του εγκεφάλου σε κελάηδισμα. Τα πουλιά δεν έχουν φωνητικές χορδές, όπως οι άνθρωποι. Αντ ‘αυτού, εκπνέουν αέρα πάνω σε μια δονητική επιφάνεια στο λαιμό τους.

Το τελικό αποτέλεσμα; Όπως αναφέρουν οι συγγραφείς: «Αποκωδικοποιήσαμε το σύνθετο κελάηδισμα του πτηνού απ ‘ευθείας από τη νευρική δραστηριότητα». Στην αναφορά της, η ομάδα υπογραμμίζει ότι μπορεί να προβλέψει ποιο θα είναι το επόμενο τραγούδισμα του πουλιού περίπου 30 χιλιοστά του δευτερολέπτου πριν κελαηδήσει.

Μπορείτε να ακούσετε και οι ίδιοι.

Το τραγούδι ενός σπίνου.

Το ίδιο τραγούδι, όπως προβλέφθηκε από τις νευρικές ηχογραφήσεις μέσα στον εγκέφαλο του σπίνου.

Τα ωδικά πουλιά αποτελούν ένα πολύ σημαντικό ερευνητικό μοντέλο. Στο Neuralink του Elon Musk, οι επιστήμονες των πτηνών ήταν μεταξύ των πρώτων βασικών στελεχών όπου προσλήφθηκαν. Και η προσέγγιση του UCSD που εστιάζει στην ανίχνευση των μυϊκών κινήσεων πίσω από την ομιλία μπορεί επίσης να είναι μια σημαντική εξέλιξη.

Το Facebook έχει πει πως ελπίζει ότι οι άνθρωποι θα μπορούν να πληκτρολογούν απευθείας από το μυαλό τους με 100 λέξεις ανά λεπτό, αποστέλλοντας ιδιωτικά κείμενα όποτε θέλουν. Μια συσκευή που μπορεί να διαβάσει τις εντολές που ο εγκέφαλός σας στέλνει στους μυς (μέσω του σιωπηλού λόγου), είναι μάλλον πολύ πιο ρεαλιστικός στόχος, από τη δημιουργία κάποιας συσκευής που θα «διαβάζει σκέψεις».

 

Πηγή

technologyreview.com

Μοιραστείτε το άρθρο

The following two tabs change content below.
Γιώτα Ζώτου

Γιώτα Ζώτου

Είμαι απόφοιτος του Τμήματος Εφαρμοσμένων Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Κρήτης και κάθε προσπάθεια για περαιτέρω βελτίωση, που έχει σαν στόχο την διευκόλυνση της καθημερινότητας του ανθρώπου άπτεται των ενδιαφερόντων μου. Μέσα από αυτό το site λοιπόν θα μοιραζόμαστε ερευνητικά δεδομένα και εξελίξεις που αφορούν στις επιστήμες και την τεχνολογία, τα οποία έμμεσα ή άμεσα μας αφορούν και αξίζει να γνωρίζουμε.

Αφήστε ένα σχόλιο

Επιλογές της ομάδας
σκίτσο του Άλμπερτ Αϊνστάιν
Πώς τα μυστικά των πρώτων αριθμών κάνουν τον κόσμο μας ασφαλέστερο
Πώς ο Ερατοσθένης υπολόγισε την περιφέρεια της Γης πάνω από 2000 χρόνια πριν;
Τι θα γινόταν αν ο αυτισμός ήταν ... υπερδύναμη;
Εκπληκτικές φωτογραφίες του Cassini λίγο πριν τη συντριβή του στον Κρόνο