Существует нечто большее, чем мысли, но нечто меньшее, чем речь: желание что-то сказать. Когда мы хотим произнести фразу, но говорим ее не вслух, а про себя, наш мозг успевает послать сигнал к мышцам безмолвного голосового аппарата. На этой тонкой грани работает прибор Audeo, который позволяет практически силой мысли управлять моторизированным креслом или произносить синтетическую речь посредством компьютера
Силой мысли: Преобразование неосязаемой мысли в звучащее слово становится реальностью

На мартовской конференции по электронике в Хьюстоне, проведенной под патронажем компании-производителя микрочипов Texas Instrument, выпускник Университета Иллинойса Майкл Каллахэн из компании Ambient продемонстрировал уникальную разработку — прототип программно-аппаратного комплекса Audeo для преобразования электрических импульсов мышц речевого аппарата в синтетическую речь. На глазах специалистов впервые в истории был осуществлен телефонный звонок, при котором один из собеседников не произнес ни слова вслух, но его визави услышал в трубке мысленно сказанную фразу. Audeo смог прочитать мысль!

Перехват в пути

К телепатии это не имеет никакого отношения. Принцип работы Audeo довольно прост и основан на глубоком знании механизма действия речевого аппарата человека. Нейрофизиологам давно известно, что внешняя речь, когда человек произносит какие-либо слова, и речь внутренняя — словесное мышление или чтение книг — заметно отличаются друг от друга по степени вовлечения в процесс речевых центров головного мозга. Всего этих центров три. Сенсорный центр речи Вернике, расположенный в заднем отделе верхней височной извилины доминантного полушария (у правшей — левого), отвечает за восприятие и многоуровневый анализ речи, в том числе — собственной. Моторный центр Брока, находящийся в задней части нижней лобной извилины, регулирует движения мышц речевого аппарата и управляет дыхательной мускулатурой. В единое целое их связывает третий центр — ассоциативный. Он расположен в нижней теменной доле. Благодаря колоссальному количеству связей он координирует взаимодействие чувствительного и двигательного центров и отвечает за правильный подбор слов, построение фраз и предложений.

Каждое слово, сказанное нами, рождается в центре Вернике, приобретает четкую форму в ассоциативном центре и произносится благодаря нервным импульсам, которые центр Брока посылает на речевую мускулатуру. Когда мы размышляем про себя, используя слова или отдельные фразы, моторный центр бездействует. Если мы сосредоточимся на произнесении определенного слова, то центр Брока тут же отдаст через нейроны соответствующую команду речевой мускулатуре. При этом совсем не обязательно говорить это слово вслух!

Майкл Каллахэн попробовал с помощью чувствительного сенсора уловить слабые электрические импульсы, возникающие в мышцах гортани и голосовых связок при мысленной речи, и декодировать их в синтетическую компьютерную речь. В состав Audeo входит сенсорное устройство, надеваемое на шею, которое улавливает электрические сигналы, декодирует их и передает на компьютер. Затем полученная информация обрабатывается специальной программой и преобразуется в речь или условную команду для кресла с электрическим приводом.

Атомная лингвистика

Наиболее сложными моментами в процессе создания Audeo были распознавание и классификация слабых электрических сигналов. Представленный прототип, работа над созданием которого продлилась около двух лет, способен правильно определить и воспроизвести 150 мыслеслов. Не так уж и мало. Этого вполне достаточно для мысленного управления креслом или компьютером, что уже подтверждено в ходе испытаний.

Майкл Каллахэн и его партнер по компании Ambient, программист Том Коулмэн, намерены в течение года радикально усовершенствовать технологию. По их словам, Audeo вскоре сможет обеспечить свободное мысленное общение с неограниченным словарным запасом. Это становится возможным благодаря принципиально новому подходу к проблеме распознавания речевых сигналов. Каллахэн и Коулмэн разработали методику выделения фонем — составных частей устной речи. Фонемы — это своеобразные атомы языка. Они представляют собой определенную стабильную последовательность звуков, из которых состоят отдельные слова. И их не так много. Соответственно, невелико и количество стандартных нервных импульсов, необходимых для их произнесения. Каллахэн говорит, что модифицированный вариант Audeo будет более медленным, чем нынешний, за счет большего времени, требуемого для обработки сигналов, зато обеспечит неограниченный формат общения.

Звук в конце тоннеля

Для практического использования Audeo необходима определенная подготовка. Человек должен отработать четкое волевое усилие для мысленного произнесения слов. Впрочем, по словам Каллахэна, это не так сложно — обычному человеку достаточно всего несколько дней тренировок для закрепления навыка. Поэтому опасения в том, что отныне наши тайные мысли сможет прочесть кто угодно, абсолютно беспочвенны. Доступным для посторонних будет лишь то, что вы сами хотите им сказать. Для расшифровки внутренней речи, этой словесной оболочки мышления, нужны совершенно фантастические приборы, способные «заглянуть» в глубины сознания. Вряд ли они будут созданы в обозримом будущем.

Audeo может использоваться не только в медицинских целях, но и в самых разных областях науки и техники. Диапазон его применения ограничивается только человеческой фантазией. Но сами создатели видят свою миссию именно в облегчении жизни тяжелых больных, буквально лишенных дара речи. Дальнейшее совершенствование Audeo будет во многом обусловлено прогрессом в области нанотехнологий. Вполне возможно, что очень скоро микроскопические сенсоры можно будет просто имплантировать в гортань и голосовые связки.

В 2007 году Майкл Каллахэн был признан «Студентом года» Америки за выдающиеся достижения в области электроники. «Знаменитый ученый Стивен Хокинг прикован к инвалидному креслу из-за амиотрофического склероза и абсолютно неподвижен. Но он смог сделать гениальные открытия в области космологии и квантовой гравитации благодаря единственному пальцу на руке, который, по счастливой случайности, сохранил подвижность, — поясняет свою миссию Майкл. —  Этот палец позволил ему выражать свои гениальные мысли. К сожалению, десятки тысяч людей лишены даже этой последней ниточки, связывающей их с окружающим миром. Главная мечта всей моей жизни — помочь им».

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2008).