Hörgeräte, die Ihr Gehirn lesen, wissen, wen Sie hören möchten

Ein Bild einer Menschenmenge

Ein Bild einer MenschenmengeSamantha Gades| Unspalsh

Stell dir vor, du versuchst dich mitten in einer lauten Kneipe mit deinem besten Freund zu treffen. Trotz der störenden Hintergrundgeräusche können Sie den Trubel herausfiltern und trotzdem den besten Klatsch Ihres Freundes hören. Dieser sogenannte Cocktailparty-Effekt ist für viele von uns selbstverständlich, aber für Menschen, die Hörgeräte tragen, ist es schwierig und zutiefst frustrierend, mit irrelevanten Geräuschen fertig zu werden.

Ein potenziell transformatives neues System kann jedoch herausfinden, wem Sie zuhören möchten, und diese Stimme verstärken. Um die Absicht des Zuhörers zu verstehen, werden Elektroden verwendet, die auf der Hörrinde platziert werden, dem Teil des Gehirns (direkt im Ohr), der Geräusche verarbeitet. Während sich das Gehirn auf jede Stimme konzentriert, erzeugt es eine verräterische elektrische Signatur für jeden Sprecher.



Ein Deep-Learning-Algorithmus, der darauf trainiert wurde, zwischen verschiedenen Stimmen zu unterscheiden, sucht nach der größten Übereinstimmung zwischen dieser Signatur und der der verschiedenen Sprecher im Raum. Es verstärkt dann die Stimme, die am besten passt, und hilft dem Zuhörer, sich auf die gewünschte zu konzentrieren.

Das System, beschrieben in Wissenschaftliche Fortschritte, und von einem Team unter der Leitung von Forschern der Columbia University entwickelt und an drei Personen ohne Hörverlust getestet, die sich einer Operation im North Shore University Hospital in New York unterzogen. Ihnen wurden im Rahmen ihrer Epilepsiebehandlung Elektroden implantiert, sodass ihre Gehirnsignale überwacht werden konnten. Den Teilnehmern wurde ein Tonband vorgespielt, auf dem vier verschiedene Personen ununterbrochen sprachen. Die Forscher unterbrachen die Aufnahme zeitweise und baten die Probanden, den letzten Satz vor der Pause zu wiederholen, um sicherzustellen, dass sie ihn richtig hörten. Sie konnten dies mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von 91 % tun.

Es gibt einen offensichtlichen Nachteil: Das derzeitige System beinhaltet eine Gehirnoperation, um die Elektroden zu implantieren. Die Forscher sagen jedoch, dass Gehirnwellen mit Sensoren gemessen werden könnten, die im oder über dem Ohr platziert werden, was bedeutet, dass das System schließlich in ein Hörgerät eingebettet werden könnte (obwohl dies weniger genau wäre). Es könnte auch von Menschen ohne Hörverlust verwendet werden, die ihre Fähigkeit verbessern möchten, sich auf eine Stimme zu konzentrieren.

Eine weitere Schwierigkeit ist die Zeitverzögerung. Es sind nur ein paar Sekunden, aber es könnte bedeuten, dass jemand den Anfang eines Satzes verpasst, sagt Nima Mesgarani vom Neural Acoustic Processing Lab der Columbia University, der die Veröffentlichung mitverfasst hat. Es gibt eine inhärente Spannung zwischen Genauigkeit und Geschwindigkeit beim Einschießen auf einen bestimmten Sprecher, sagt er – mit anderen Worten, je länger das System zuhören muss, desto genauer ist es. Dieses Problem erfordert weitere Forschung, um es zu lösen, aber er sagt, dass diese Art von Gerät in nur fünf Jahren im Handel erhältlich sein könnte.

Diese Studie ist nur ein Machbarkeitsnachweis, aber sie zeigt aufregendes Potenzial, sagt Behtash Babadi von der University of Maryland Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik , der nicht an der Untersuchung beteiligt war.

Innerhalb weniger Sekunden könnte jemand, der ein solches Gerät verwendet, alle außer der Person, die er hören möchte, zum Schweigen bringen, sagt er. Diese Arbeit ist die erste, die dieses Problem wirklich löst, und es ist ein Schritt in Richtung Verwirklichung dieser Lösung.“

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