Konuşma yetisini büyük ölçüde yitiren ALS hastası bir adam, beynine yerleştirilen bir implant sayesinde artık konuşabiliyor ve şarkı söyleyebiliyor.

Yapay zeka destekli bir beyin–bilgisayar arayüzü (BCI) ile çalışan cihaz, adamın beyin sinyallerini neredeyse anında sözcüklere çeviriyor, soru sorma gibi anlar için ses tonunu değiştirebiliyor, istediği kelimeleri vurgulayabiliyor ve üç farklı perdede mırıldanmasına olanak tanıyor.

Sistem, kullanıcının konuşma girişimine karşılık oluşan elektriksel beyin aktivitelerini analiz ederek, gerçek zamanlı olarak sesi yeniden oluşturuyor. Bu tür bir cihaz ilk kez sadece kelimeleri değil, aynı zamanda doğal konuşmadaki tonlama, vurgu ve ses perdesi gibi duygusal ve anlamsal öğeleri de başarılı şekilde taklit ediyor. Nature dergisinde yayımlanan çalışmada, cihaz kullanıcının söylemeyi amaçladığı kelimeleri beyin sinyallerinden yalnızca 10 milisaniye sonra yapay bir sesle dile getiriyor. Bu, önceki BCI sistemlerine kıyasla büyük bir ilerleme; çünkü eski sistemler ya yanıtı 3 saniye gecikmeyle veriyordu ya da kullanıcının tüm cümleyi tamamlamasını bekliyordu. Maastricht Üniversitesi’nden, çalışmada yer almayan hesaplamalı sinirbilimci Christian Herff bu gelişmeyi “Konuşmaya yönelik beyin–bilgisayar arayüzlerinde bu, kutsal kaseydi. Artık gerçek, kendiliğinden ve kesintisiz konuşma mümkün” ifadeleriyle yorumladı.

GERÇEK ZAMANLI SES KODLAMA

Çalışmaya katılan 45 yaşındaki adam, kas hareketlerini kontrol eden sinirleri etkileyen bir motor nöron hastalığı olan ALS (Amiyotrofik Lateral Skleroz) nedeniyle konuşma yetisini büyük ölçüde kaybetmişti. Ses çıkarabiliyor ve kelimeleri ağzıyla şekillendirebiliyordu ama konuşması oldukça yavaştı ve anlaşılmazdı. Hastalığın başlamasından beş yıl sonra, beyninin hareket kontrolüyle ilgili bölgesine 256 adet silikon elektrot yerleştiren bir ameliyat geçirdi. Kaliforniya Üniversitesi Davis’ten sinirbilimci Maitreyee Wairagkar ve ekibi, beynindeki sinyalleri her 10 milisaniyede bir yakalayacak şekilde derin öğrenme algoritmaları geliştirdi. Bu sistem, adamın ne demek istediğini değil, üretmeye çalıştığı sesleri doğrudan çözümlüyor. Bu da önceden tanımlanmış bir kelime dağarcığına bağlı kalmadan, daha doğal ve özgür bir iletişim sağlıyor. Wairagkar, “Her zaman kelimelerle iletişim kurmayız. Ünlemlerimiz, sözcük dışı sesli ifadelerimiz vardır. Bu yüzden tamamen sınırsız bir yaklaşımı benimsedik” dedi. Ekip, hastalığın başlangıcından önce adamın verdiği röportajlardan elde edilen kayıtlarla yapay sesi kişiselleştirerek, kendi sesi gibi duyulmasını sağladı.

KISITLAMASIZ İFADE ÖZGÜRLÜĞÜ

Hasta, cihaz sayesinde kelimeleri heceleyebildi, açık uçlu sorulara cevap verebildi ve daha önce algoritmanın eğitilmediği bazı yeni kelimeleri dahi kullanabildi. Adam, yapay sesin kendi konuşmalarını seslendirmesinin “mutlu hissettirdiğini” ve bunun “gerçek sesi gibi” olduğunu söyledi. Başka deneylerde ise sistem, adamın cümle kurarken soru mu yoksa düz bir ifade mi söylediğini ayırt edebildi. Ayrıca aynı cümle içinde hangi kelimeyi vurguladığını anlayarak ses tonunu buna göre ayarladı.  Cenevre Üniversitesi’nden nöromühendis Silvia Marchesotti ise, “Bu sistem, gerçek yaşamda kullanılabilecek bir araca dönüşme potansiyeli taşıyor” diyerek teknolojinin günlük kullanım için uygun hale gelmeye başladığını vurguladı.

BEYİN-BİLGİSAYAR ARAYÜZÜ (BBA) NEDİR?

Medyada beyin çipi diye anılan bu teknolojiye “beyin-bilgisayar arayüzü” (BBA) adı veriliyor. Beyin-bilgisayar arayüzü nedir, nasıl çalışır? Araştırmacılar ve şirketler insan beynini harici cihazlara bağlamak için yaratıcı çözümler geliştirdikçe BAA alanında da sıradışı ilerlemeler kaydediliyor. Kısacası bu teknoloji alanı, insan beynini bilgisayara bağlamak için geliştirilen tüm yöntemleri kapsıyor. Teknolojiye ilişkin araştırmalar 1970’lerde Kaliforniya Üniversitesi Beyin Araştırma Enstitüsü’nden nörolog Dr. Jacques J. Vidal’ın gözetiminde başladı. Araştırmacıların hayvan modellerinden ilerlemek için gereken temel teknolojik altyapıyı oluşturması 20 yıldan fazla zaman aldı. 1990’ların ortalarına gelindiğindeyse ilk BBA prototipleri insan kafatasına yerleştirilmeye başlamıştı. İnsanların daha iyi iletişim kurması ve bilişsel yeteneklerinin artırılması amacıyla çalışan araştırmacılar, yıllar içinde hem invaziv hem de invaziv olmayan BBA teknikleri geliştirildi. Cerrahi operasyonla beyne müdahale edilerek yerleştirilen çipler invaziv diye nitelenirken, ameliyat gerektirmeyen teknolojilere de invaziv olmayan yöntemler deniyor.