Согласно исследованию, опубликованному в Science Advances, ученые значительно продвинулись в создании слухового аппарата, контролируемого разумом, который позволит пользователю сосредоточиться на определенных голосах и сможет изменить способность людей с нарушениями слуха справляться с шумной обстановкой.

Устройство имитирует естественную способность мозга выделять и усиливать один голос на фоне разговора. До сих пор даже самые передовые слуховые аппараты работают за счет усиления всех голосов одновременно, что может восприниматься как какофония звука для пользователя, особенно в общественных местах.
Нима Месгарани, возглавляющая это направление исследований в Колумбийском университете (США), акцентирует внимание на том факте, что область мозга, которая обрабатывает звук, обладает впечатляющими возможностями, она может усиливать один голос на фоне других, казалось бы, без особых усилий, в то время как современные слуховые аппараты по-прежнему сильно отстают в этом направлении. Это может серьезно препятствовать способности пользователя вступать в разговоры, что особенно усложняет любые социальные мероприятия.
Ученые годами работали над решением этой проблемы, известной как «эффект коктейльной вечеринки». Контролируемый мозгом слуховой аппарат разработан так, чтобы решить эту проблему, используя комбинацию искусственного интеллекта и датчиков, предназначенных для контроля мозговой активности слушателя.
Сначала слуховой аппарат использует алгоритм для автоматического разделения голосов нескольких говорящих. Затем он сравнивает эти звуковые дорожки с мозговой активностью слушателя. Предыдущая работа лаборатории Месгарани обнаружила, что можно определить, на кого обращать внимание, так как мозговая деятельность наиболее точно отслеживает звуковые волны этого голоса. Устройство сравнивает каждую звуковую дорожку с мозговыми волнами человека, который носит слуховой аппарат. Та дорожка, которая содержит образец голоса, наиболее точно соответствующего мозговым волнам слушателя, усиливается по громкости над остальными.
Ученые разработали более раннюю версию системы в 2017 году, которая, хотя и была многообещающей, имела основное ограничение, заключавшееся в том, что ее нужно было предварительно обучать распознавать голоса. А новое устройство работает и для голосов, которых оно никогда не слышало раньше.
Чтобы проверить разработку, лаборатория пригласила пациентов с эпилепсией, у которых уже были имплантированы в мозг электроды для мониторинга судорожной активности перед плановой операцией. Пациенты одновременно прослушивали звук разных динамиков, а их мозговые волны контролировались с помощью этих электродов.
Алгоритм отслеживал внимание пациентов, когда они слушали разных ораторов, которых раньше не слышали. И, когда пациент фокусировался на одном из голосов, система автоматически усиливала его с задержкой всего в несколько секунд. Когда их внимание переключилось на другой источник, уровни громкости менялись соответствующим образом.
Текущая версия слухового аппарата предполагает прямые имплантации в мозг и пока непригодна для широкого применения. Но команда ученых полагает, что в течение следующих пяти лет можно будет создать неинвазивную версию устройства, которая бы контролировала активность мозга с помощью электродов, размещенных внутри уха или под кожей головы.

Автор: Юлия ДОЛЖЕНКОВА.