Hörapparater som läser din hjärna vet vem du vill höra

En bild av en skara människor Samantha Gades| Unspalsh

Föreställ dig att du försöker få en ikapp med din bästa vän mitt på en bullrig pub. Trots det distraherande bakgrundsljudet kan du filtrera bort ståhej och kan fortfarande höra din väns bästa skvaller. Denna så kallade cocktailpartyeffekt kommer naturligt för många av oss, men för människor som använder hörapparater är det svårt och djupt frustrerande att hantera irrelevanta ljud.

Ett potentiellt transformativt nytt system kan dock räkna ut vem du vill lyssna på och förstärka den rösten. För att förstå lyssnarens avsikt använder den elektroder placerade på hörselbarken, den del av hjärnan (precis innanför örat) som bearbetar ljud. När hjärnan fokuserar på varje röst, genererar den en kontrollant elektrisk signatur för varje högtalare.

En algoritm för djupinlärning som tränats för att skilja mellan olika röster letar efter den närmaste matchningen mellan denna signatur och den för de olika högtalarna i rummet. Den förstärker sedan rösten som passar bäst, vilket hjälper lyssnaren att fokusera på den önskade.

Systemet, beskrivet i Vetenskapens framsteg, och skapad av ett team ledd av forskare vid Columbia University, testades på tre personer utan hörselnedsättning som genomgick operation på North Shore University Hospital i New York. De fick elektroder implanterade som en del av deras behandling för epilepsi, vilket betyder att deras hjärnsignaler kunde övervakas. Deltagarna spelades upp ett band med fyra olika personer som pratade kontinuerligt. Forskarna pausade intermittent inspelningen och bad försökspersonerna att upprepa den sista meningen före pausen för att säkerställa att de hörde den korrekt. De kunde göra det med en genomsnittlig noggrannhet på 91 %.

Det finns en uppenbar nackdel: det nuvarande systemet involverar hjärnkirurgi för att implantera elektroderna. Men forskarna säger att hjärnvågor kan mätas med hjälp av sensorer placerade i eller över örat, vilket betyder att systemet så småningom kan bäddas in i en hörapparat (även om detta skulle vara mindre exakt). Den kan också användas av personer utan hörselnedsättning som vill öka sin förmåga att fokusera på en röst.

En annan svårighet är fördröjningen. Det är bara några sekunder, men det kan betyda att man missar början på någons mening, säger Nima Mesgarani, vid Columbia Universitys Neural Acoustic Processing Lab, som var medförfattare till tidningen. Det finns en inneboende spänning mellan noggrannhet och hastighet vid nollställning på en specifik högtalare, säger han - med andra ord, ju längre systemet måste lyssna, desto mer exakt är det. Det här problemet kräver ytterligare forskning för att lösa, men han säger att den här typen av enhet kan vara kommersiellt tillgänglig på bara fem år.

Den här studien är bara ett proof of concept, men den visar spännande potential, säger Behtash Babadi, vid University of Marylands universitet. Institutionen för elektro- och datateknik , som inte var involverad i forskningen.

Inom bara några sekunder kan någon som använder en sådan här enhet tysta alla utom den person de vill höra, säger han. Det här arbetet är det första som verkligen löser det här problemet, och det är ett steg mot att göra den här lösningen till verklighet.'

Dölj