Gli apparecchi acustici che leggono il tuo cervello sapranno chi vuoi sentire

L'immagine di una folla di persone Samantha Gades| Incolore

Immagina di stare al passo con il tuo migliore amico nel mezzo di un pub rumoroso. Nonostante il fastidioso rumore di fondo, sei in grado di filtrare il frastuono e puoi ancora sentire tutti i migliori pettegolezzi del tuo amico. Questo cosiddetto effetto cocktail party viene naturale a molti di noi, ma per le persone che usano apparecchi acustici, far fronte a rumori irrilevanti è difficile e profondamente frustrante.

Un nuovo sistema potenzialmente trasformativo, tuttavia, può capire chi vuoi ascoltare e amplificare quella voce. Per comprendere l'intenzione dell'ascoltatore, utilizza elettrodi posti sulla corteccia uditiva, la sezione del cervello (appena dentro l'orecchio) che elabora i suoni. Quando il cervello si concentra su ogni voce, genera una firma elettrica rivelatrice per ciascun oratore.

Un algoritmo di apprendimento profondo che è stato addestrato per differenziare tra voci diverse cerca la corrispondenza più vicina tra questa firma e quella dei vari altoparlanti nella stanza. Quindi amplifica la voce che corrisponde meglio, aiutando l'ascoltatore a concentrarsi su quella desiderata.

Il sistema, descritto in Progressi scientifici, e creato da un team guidato da ricercatori della Columbia University, è stato testato su tre persone senza perdita dell'udito che stavano subendo un intervento chirurgico al North Shore University Hospital di New York. Avevano degli elettrodi impiantati come parte del loro trattamento per l'epilessia, il che significa che i loro segnali cerebrali potevano essere monitorati. Ai partecipanti è stato riprodotto un nastro di quattro persone diverse che parlavano continuamente. I ricercatori hanno interrotto a intermittenza la registrazione e hanno chiesto ai soggetti di ripetere l'ultima frase prima della pausa, per assicurarsi che la ascoltassero correttamente. Sono stati in grado di farlo con una precisione media del 91%.

C'è uno svantaggio evidente: il sistema attuale prevede un intervento chirurgico al cervello per impiantare gli elettrodi. Tuttavia, i ricercatori affermano che le onde cerebrali potrebbero essere misurate utilizzando sensori posizionati dentro o sopra l'orecchio, il che significa che il sistema potrebbe eventualmente essere incorporato in un apparecchio acustico (sebbene questo sarebbe meno accurato). Potrebbe essere utilizzato anche da persone senza perdita dell'udito che vogliono aumentare la loro capacità di concentrarsi su una voce.

Un'altra difficoltà è il ritardo. Sono solo pochi secondi, ma potrebbe significare perdere l'inizio della frase di qualcuno, afferma Nima Mesgarani, del Neural Acoustic Processing Lab della Columbia University, coautrice dell'articolo. C'è una tensione intrinseca tra precisione e velocità nell'azzerare un altoparlante specifico, dice, in altre parole, più a lungo il sistema deve ascoltare, più accurato è. Questo problema richiede ulteriori ricerche per essere risolto, ma afferma che questo tipo di dispositivo potrebbe essere disponibile in commercio in soli cinque anni.

Questo studio è solo una prova di concetto, ma mostra un potenziale entusiasmante, afferma Behtash Babadi, dell'Università del Maryland Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica , che non è stato coinvolto nella ricerca.

In pochi secondi, qualcuno che utilizza un dispositivo come questo potrebbe silenziare tutti tranne la persona che vogliono sentire, dice. Questo lavoro è il primo a risolvere davvero questo problema ed è un passo avanti verso la realizzazione di questa soluzione.'

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