Implan Otak Mengubah Pikiran Menjadi Ucapan Secara Real-Time, Namun Akurasi Masih Menjadi Tantangan

Para ilmuwan di UC Davis telah mengembangkan implan otak terobosan yang dapat menerjemahkan sinyal neural langsung menjadi suara ucapan secara real-time. Ini merupakan lompatan besar dari sistem sebelumnya yang hanya bisa mengubah pikiran menjadi teks di layar. Teknologi ini menawarkan harapan baru bagi penderita kondisi seperti ALS yang telah kehilangan kemampuan untuk berbicara dengan jelas.

Generasi Suara Real-Time Tanpa Batasan Kamus

Berbeda dengan antarmuka otak-komputer sebelumnya yang mengandalkan daftar kata yang telah ditentukan, sistem baru ini mengubah sinyal otak menjadi suara dan fonem yang sebenarnya. Ini berarti pengguna dapat mengatakan apa pun yang mereka inginkan, termasuk kata-kata yang dibuat-buat, kata seru seperti um dan hmm, bahkan menyanyikan melodi pendek. Sistem ini bekerja dengan latensi yang sangat rendah hanya 10 milidetik, membuat konversi dari pikiran ke ucapan menjadi hampir seketika.

Terobosan ini berasal dari penargetan area produksi ucapan otak daripada hanya daerah kontrol motorik. Para peneliti menanamkan 256 mikroelektroda ke dalam ventral precentral gyrus pasien, yang mengontrol otot-otot saluran vokal. Dekoder AI kemudian mengekstrak fitur ucapan seperti nada dan suara dari sinyal neural, memasukkannya ke dalam vocoder yang menciptakan kembali suara asli pasien.

Spesifikasi Teknis

• Elektroda: 256 mikroelektroda yang ditanamkan di gyrus precentral ventral
• Latensi: ~10 milidetik (hampir seketika)
• Pemrosesan Sinyal: Dekoder neural AI + vocoder untuk sintesis suara
• Kosakata: Tidak terbatas (tanpa batasan kamus)
• Fitur: Mendukung nada, prosodi, seruan, dan melodi dasar

Masalah Akurasi Membatasi Penggunaan Praktis

Meskipun teknologi ini menunjukkan harapan, tantangan signifikan masih ada. Dalam tes terkontrol di mana pendengar memilih dari enam kalimat serupa, sistem mencapai akurasi sempurna 100%. Namun, dalam tes transkripsi terbuka yang lebih mencerminkan percakapan nyata, tingkat kesalahan kata melonjak menjadi 43,75%. Ini berarti pendengar hanya bisa mengidentifikasi dengan benar sekitar setengah dari kata-kata yang diucapkan.

Kami belum berada di titik di mana ini bisa digunakan dalam percakapan terbuka. Saya menganggap ini sebagai bukti konsep.

Sebagai perbandingan, ucapan alami pasien tanpa perangkat memiliki tingkat kesalahan 96,43% dalam tes yang sama, menunjukkan bahwa implan memang memberikan perbaikan substansial. Namun, akurasi saat ini masih kurang dari yang dibutuhkan untuk komunikasi sehari-hari.

Perbandingan Performa Sistem

Kekhawatiran Privasi dan Kontrol

Teknologi ini menimbulkan pertanyaan penting tentang privasi mental dan kontrol. Diskusi komunitas menyoroti kekhawatiran tentang apakah perangkat mungkin secara tidak sengaja menyiarkan pikiran internal yang tidak dimaksudkan untuk diucapkan dengan keras. Namun, para ahli menjelaskan bahwa sistem memerlukan aktivasi yang disengaja dan berfokus pada area produksi ucapan daripada daerah pemrosesan pikiran umum.

Kemampuan adaptasi otak yang luar biasa menunjukkan bahwa pengguna dapat belajar mengontrol kapan perangkat diaktifkan, mirip dengan bagaimana kita dapat berpikir tentang menggerakkan lengan tanpa benar-benar melakukannya. Proses pembelajaran ini kemungkinan akan melibatkan pengembangan jalur neural baru untuk memisahkan pikiran pribadi dari ucapan yang dimaksudkan.

Uji Klinis yang Akan Datang

• Perusahaan: Paradromics ( Austin, Texas )
• Jumlah Elektroda: 1.600 elektroda (vs. 256 saat ini)
• Lokasi: UC Davis
• Status: Mencari persetujuan FDA
• Peneliti Utama: David Brandman (rekan penulis dari studi saat ini)

Perbaikan Masa Depan dan Uji Klinis

Para peneliti percaya kunci untuk akurasi yang lebih baik terletak pada penggunaan lebih banyak elektroda. Sistem saat ini menggunakan sekitar 250 elektroda, tetapi startup baru sedang mengembangkan perangkat dengan lebih dari 1.000 elektroda. Paradromics , sebuah perusahaan yang berbasis di Texas , berencana menguji sistem 1.600 elektroda dalam uji klinis yang disetujui FDA mendatang di UC Davis .

Teknologi ini merupakan langkah penting menuju memberikan orang dengan kelumpuhan parah cara yang lebih alami untuk berkomunikasi. Meskipun belum siap untuk penggunaan sehari-hari, ini menunjukkan bahwa konversi langsung otak-ke-ucapan adalah mungkin dan pada akhirnya dapat memulihkan ekspresivitas penuh suara manusia kepada mereka yang telah kehilangannya.

Referensi: A neural brain implant provides near instantaneous speech