Создан слуховой аппарат, способный понимать, кого хочет слушать человек
Исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience, показало, что слуховые устройства нового поколения могут не просто усиливать звук, а буквально определять, на чей голос человек пытается сосредоточиться в шумной обстановке. Технологию разработала команда Института Цукермана Колумбийского университета в США совместно с нейрохирургами.
Как система «понимает», кого слушает человек
В обычной жизни мозг умеет автоматически выделять нужный голос даже среди десятков других. Например, в ресторане или на вечеринке человек способен сосредоточиться на собеседнике, игнорируя остальной шум. Это называют эффектом «коктейльной вечеринки».
Современные слуховые аппараты с такой задачей справляются плохо. Они усиливают почти все звуки сразу — речь, музыку, разговоры за соседним столом, шум улицы. Из-за этого людям с нарушением слуха особенно тяжело находиться в шумных местах.
Новая система работает иначе. Она анализирует мозговую активность и определяет, какой именно разговор интересует человека в данный момент. После этого устройство усиливает нужный голос и приглушает остальные.
Испытания провели на людях
В исследовании участвовали пациенты с эпилепсией, которым уже были установлены электроды для подготовки к операции на мозге. Ученые использовали эти электроды, чтобы отслеживать сигналы мозга во время прослушивания двух разговоров одновременно.
Когда человек переключал внимание на одного из говорящих, система распознавала это почти в реальном времени и автоматически меняла громкость аудио.
По словам руководителя работы Nima Mesgarani, технология действует как «нейронное продолжение пользователя».
«Мы разработали систему, которая использует естественную способность мозга фильтровать звуки в сложной среде и динамически выделяет разговор, который человек хочет услышать», — объяснил исследователь.
Некоторые добровольцы не поверили, что все делает мозг
Одна из участниц эксперимента решила, что исследователи тайно вручную регулируют звук, настолько естественно работала система. Другие сразу вспомнили родственников с потерей слуха, которым такая технология могла бы помочь.
Один из добровольцев описал происходящее коротко:
«Это похоже на научную фантастику».
От идеи к работающему прототипу
Команда Месгарани занимается этой темой больше десяти лет. Еще в 2012 году исследователи обнаружили, что мозговые волны синхронизируются с речью, которую человек слушает. По характеру сигналов можно определить, какой разговор мозг «выделяет» среди остальных.
За прошедшие годы ученым пришлось решить несколько сложных задач. Например, создать алгоритмы, способные разделять голоса разных людей и сравнивать их с мозговой активностью слушателя.
Первый автор исследования Vishal Chowdhari считает, что нынешняя работа стала важным рубежом.
«Главный вопрос заключался в том, может ли технология слуха, управляемая мозгом, выйти за пределы лабораторных экспериментов и начать помогать человеку в реальном времени», — отметил он.
По его словам, теперь исследователям впервые удалось показать практическую пользу такой системы во время живого прослушивания.
До реального слухового аппарата еще далеко
Пока технология далека от массового применения. В эксперименте использовались имплантированные электроды, а сама система работала в контролируемых условиях.
Ученые признают, что впереди еще много работы. Им предстоит научить устройство стабильно работать в более сложной и хаотичной среде — например, на улице, в транспорте или в многолюдных помещениях.
Тем не менее исследователи считают, что подобные системы могут стать основой для нового поколения слуховых аппаратов, которые будут учитывать не только звук вокруг человека, но и его намерения. Это особенно важно на фоне роста числа людей с потерей слуха. По данным World Health Organization, серьезные нарушения слуха затрагивают более 430 миллионов человек по всему миру. Кроме трудностей общения, потеря слуха связана с повышенным риском социальной изоляции, депрессии и деменции.
