สมองคุณกำลังคิดอะไร เลิกสงสัยเมื่อนักวิจัยคิดค้นนวัตกรรมทำให้สมองพูดได้สำเร็จ

หายใจได้แต่ทำได้แค่หายใจ รู้สึกแต่ทำได้แค่รู้สึก ไม่สามารถสื่อสารหรือขยับตัวได้

เคยคิดไหมว่าถ้าวันหนึ่ง เราบังเอิญไปเจออุบัติเหตุหรือเจอโรคจู่โจมร่างกายจนระบบประสาทโดนทำลายจะเป็นอย่างไร? ใครที่เคยอ่านหนังสือเรื่องนักประดาน้ำและผีเสื้อ เรื่องจริงของอดีตบรรณาธิการบริหารนิตยสาร ELLE แห่งฝรั่งเศสที่เกิดอาการเส้นโลหิตในสมองแตกกลายเป็นอัมพาตทั้งตัว อวัยวะทุกส่วนไม่สามารถเคลื่อนไหว นอกจากตาข้างซ้ายและสมองที่เป็นปกติ เขาจึงใช้วิธีกระพริบตาส่งเป็นสัญญาณสะกดตัวอักษรทีละตัวเพื่อสื่อสารและเขียนหนังสือ หรือรู้จักนักฟิสิกส์ระดับตำนานอย่างสตีเฟน ฮอว์กิ้ง ที่ป่วยเป็นโรคเซลล์ประสาทนำคำสั่งเสื่อม คงพอเข้าใจว่าเวลาที่จิตและสมองไม่สามารถสั่งกายได้อีกต่อไปเพราะอาการอัมพาตนั้น ไม่ได้หมายความว่าความรู้สึกในฐานะความเป็นมนุษย์จะเสื่อมไปด้วย ต้องต่อสู้กับสภาพที่น่าอึดอัดนี้มากแค่ไหน

Jean-Dominique Bauby

stephen hawking

เมื่อการสื่อสารที่เคยดีกลายเป็นอุปสรรคและผู้คนที่อยู่ในสภาพนั้นต่างโดนเรียกว่า “ผัก” นักวิจัยด้านระบบประสาทจากรุ่นสู่รุ่นเลยพยายามแก้ไขปัญหานี้เพื่อหาวิธีการสื่อสารให้ดีกว่ารูปแบบเดิม ๆ และชัดเจนยิ่งขึ้น จนล่าสุดข่าวที่น่ายินดีก็มาถึง เพราะนักวิจัยจาก University of California, San Francisco (UCSF) สามารถพัฒนารูปแบบการสื่อสารจากสมอง แปรให้ออกมาเป็นเสียงสังเคราะห์โดยไม่ต้องต้องขยับปากพูดเพื่อสื่อสารให้สำเร็จ

เสียงที่มาจากสมอง

วิธีที่นักวิจัย UCSF พัฒนาสร้างนวัตกรรมทำให้สมองเปล่งเสียงออกมา เริ่มต้นจากสร้างอัลกอริทึมผ่านการทดลอง โดยรวบรวมข้อมูลที่เกิดขึ้นภายในสมองของอาสาสมัครที่เป็นลมชัก 5 คนเป็นระยะเวลาต่อเนื่องหลายปีผ่านการฝังแผงขั้วไฟฟ้าเชื่อมตรงกับสมองและติดตามรูปแบบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจากการทดสอบพูดประโยคต่าง ๆ หลายร้อยประโยค

เมื่อสังเกตเห็นความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจากสมองที่พยายามสื่อสารผ่านการควบคุมประสาทส่วนอื่นที่เกี่ยวข้องกับการพูดแล้ว (ริมฝีปาก ลิ้น กราม และกล่องเสียง) พวกเขาบันทึกมันไว้เป็นข้อมูลสำหรับใช้ในการถอดรหัสขั้นต้น จากนั้นจึงพัฒนาเครื่องสังเคราะห์เสียงเพื่อสร้างภาษาขึ้นเพื่อแปลงข้อมูลดังกล่าวออกมาเป็นข้อความอีกครั้ง

การพัฒนาสองขั้นจากสมองโดยตรงมาสู่การสั่งการที่เชื่อมต่อกับระบบประสาทอื่นที่เกี่ยวข้องกับการเปล่งเสียง ถือเป็นความพิเศษที่แตกต่างจากรูปแบบการพัฒนาด้านการถอดรหัสเดิม เพราะส่วนใหญ่คนศึกษามักมุ่งเน้นที่ระบบประสาทสั่งการจากสมองโดยตรงเพียงอย่างเดียว แต่ไม่ได้สนใจระบบอื่นที่เกี่ยวข้องกับการพูดมากนัก แต่การเปลี่ยนสัญญาณสมองที่ให้ความสำคัญลงลึกไปถึงการเคลื่อนไหวของการสร้างเสียงจากส่วนต่าง ๆ ทำให้การถอดรหัสคำเหล่านั้นชัดเจนขึ้น

“เราพยายามถอดรหัสผ่านการเคลื่อนไหวเพื่อสร้างเสียงอย่างชัดเจนแทนที่จะโฟกัสกับเรื่องการถอดรหัสเสียงโดยตรง” – Edward Chang ศาสตราจารย์ด้านศัลยกรรมระบบประสาทและหนึ่งในผู้เขียนงานวิจัยนี้กล่าว

Gopala Anumanchipalli หนึ่งในทีมผู้ร่วมวิจัยโชว์แผงวงจรที่ฝังไว้ในสมอง : Photo by smithsonianmag.com

“นี่เป็นเรื่องที่น่าทึ่งมากที่พบว่าเรายังสามารถสร้างสัญญาณเสียงจากการกระทำที่ไม่ได้สร้างเสียงเลย” – Josh Chartier ผู้เขียนร่วมเป็นผู้นำในการศึกษาและนักศึกษาปริญญาโทด้านวิศวกรรมชีวภาพที่ UCSF

ไม่เพียงเท่านั้นพวกเขายังขอให้อาสาสมัครบนโลกออนไลน์เข้าร่วมสร้างธนาคารคำ (A word bank) ทำให้สามารถถอดรหัสได้เพิ่มขึ้นกว่าเดิม ความพยายามนี้แม้จะยังไม่เข้าขั้นเพอร์เฟ็กต์ก็ตาม แต่จาก 101 ประโยคที่ได้รับการสังเคราะห์ขึ้น พบว่าราว 80 เปอร์เซ็นต์ของการใช้งานได้ข้อความที่สมบูรณ์

ก้าวความสำเร็จครั้งนี้สร้างความฮือฮาให้กับวงการการแพทย์ทั่วโลก แต่พวกเขายังตั้งเป้าต่อไปในอนาคตเรื่องการแปลงข้อความในหัวให้ออกมาเป็นคำพูดด้วยความเร็วระดับ Real time เพราะปัจจุบันระหว่างที่เผยแพร่การวิจัยชิ้นนี้ การประมวลข้อความจากสมองยังทำได้ด้วยการสร้าง 10 คำต่อนาที ซึ่งเป็นเพียงแค่เสี้ยวความเร็วจากการพูดปกติเท่านั้น ทำให้กว่าจะเอามาใช้งานได้ก็ค่อนข้างหน่วงพอดู เนื่องจากปกติเวลาเราพูดกันแบบลื่นไหลจะเฉลี่ยอยู่ที่ 150 คำต่อนาทีหรืออาจจะเร็วกว่านั้น

ผลงานชิ้นนี้เป็นอีกมุมของการพัฒนาทางเทคโนโลยีที่ทำให้เห็นว่านวัตกรรมไม่ได้เกิดมาเพื่อทำลายล้างมนุษย์เสมอไป หากใช้มันอย่างถูกวิธี โลกใบนี้จะทำให้ความมนุษย์ของเราเท่าเทียมกันและน่าอยู่ยิ่งขึ้นอย่างแน่นอน

SOURCE