NGUYỆT CÁT (Theo Fortune, UCSF.com)

Trong một cột mốc quan trọng đánh dấu sự kết hợp thành công của ngành khoa học thần kinh và trí tuệ nhân tạo (AI), các nhà khoa học Mỹ vừa giúp một nữ bệnh nhân người Canada bị bại liệt nặng gần 20 năm “nói chuyện” trở lại thông qua một hệ thống giao tiếp, gồm thiết bị cấy não và nhân vật đại diện (avatar) kỹ thuật số.

Bà Ann vui vẻ “trò chuyện” với các thành viên nhóm nghiên cứu thông qua hệ thống giao tiếp mới.

Theo dự án được công bố trên Tạp chí Nature, nữ bệnh nhân 47 tuổi Ann Johnson đã trải qua một cơn đột quỵ vùng thân não nghiêm trọng không rõ nguyên nhân vào năm 30 tuổi, khiến bà bị bại liệt nặng, mất khả năng kiểm soát tất cả các cơ và không thể thở. Khi đó, Ann đang là giáo viên dạy toán kiêm huấn luyện viên bóng chuyền và là mẹ của một bé gái 13 tháng tuổi. Bà phải mất nhiều năm tập vật lý trị liệu để có thể khôi phục khả năng cử động cơ mặt đủ để mỉm cười hoặc khóc. Tuy nhiên, các cơ cho phép bệnh nhân nói chuyện trở lại vẫn bất động.

Song hiện nay, Ann đang giúp các nhà nghiên cứu tại Đại học California ở San Francisco và Berkeley phát triển công nghệ giao diện não - máy tính (BCI) mới, mà tương lai có thể cho phép những người khuyết tật như bà giao tiếp tự nhiên hơn thông qua một nhân vật đại diện kỹ thuật số. Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống mà họ vừa phát triển là công nghệ đầu tiên cho phép tổng hợp trực tiếp lời nói và nét mặt từ các tín hiệu não.

Cách đây 2 năm, nhóm chuyên gia này từng thành công trong việc giúp một người đàn ông bị liệt tên là Pancho sử dụng một thiết bị cấy và thuật toán đơn giản hơn để tạo ra 50 từ cơ bản - như “xin chào” và “đói”, sau đó hiển thị dưới dạng văn bản trên một chiếc điện thoại để giao tiếp với người khác. Sau khi đọc bài viết về Pancho, Ann đã tìm cách liên lạc và thuyết phục nhóm nghiên cứu cho bà tham gia chương trình phát triển hệ thống giao tiếp mới từ tháng 9-2022.

Hiện tại, nữ bệnh nhân đã phẫu thuật để cấy một tấm thẻ mỏng hình chữ nhật, được trang bị 253 điện cực nhỏ, vào vùng vỏ não chi phối khả năng nói chuyện. Nhờ đó, các điện cực có thể thu giữ tín hiệu phát ra từ vùng não này đến lưỡi, hàm, thanh quản và khuôn mặt của Ann - những tín hiệu vốn giúp bệnh nhân tạo ra giọng nói và biểu cảm gương mặt nếu không bị ảnh hưởng bởi đột quỵ. Cùng với tấm thẻ, các chuyên gia còn dùng một sợi cáp nối với một khe cắm trên đầu bệnh nhân, qua đó giúp kết nối các điện cực trên vỏ não với một hệ thống máy tính được trang bị công nghệ AI.

Trong nhiều tuần làm việc cùng nhau, nhóm nghiên cứu và Ann đã “huấn luyện” thuật toán AI nhận biết các tín hiệu đặc trưng từ não bộ của bệnh nhân để tạo ra lời nói. Quá trình này liên quan đến việc bà Ann suy nghĩ lặp đi lặp lại các cụm từ khác nhau nằm trong nhóm 1.024 từ vựng đàm thoại, cho đến khi hệ thống nhận ra các mô hình hoạt động của bộ não có liên quan đến tất cả các âm thanh cơ bản của lời nói. Nhờ đó, hệ thống giao tiếp mới có thể giải mã các tín hiệu não thành văn bản với tốc độ gần 80 từ/phút, một sự cải tiến vượt bậc so với tốc độ 14 từ/phút mà thiết bị giao tiếp bà đang sử dụng làm được.

Ngay khi hệ thống giao tiếp được huấn luyện thành công, suy nghĩ của Ann được dịch thành lời nói và được thể hiện thông qua nhân vật kỹ thuật số đại diện cho bà. Giọng nói đó cũng được nhóm nghiên cứu tái tạo từ giọng nói thật của Ann trong một đoạn phim đám cưới của bà cách đây nhiều năm.

Hiện nhóm nghiên cứu đang hướng đến việc phát triển hệ thống giao tiếp của họ thành một phiên bản kết nối không dây, nhỏ gọn để thuận tiện hơn cho bệnh nhân sử dụng hằng ngày. Riêng với Ann, việc giúp phát triển công nghệ này đã thay đổi cuộc sống của bà. “Tham gia nghiên cứu này giúp tôi ý thức về mục đích sống, tôi cảm thấy mình đang đóng góp cho xã hội. Cảm giác như tôi lại có việc làm. Nghiên cứu này đã cho phép tôi thực sự đang sống khi vẫn còn sống!” - bà chia sẻ.