Apparecchi acustici leggono il vostro cervello per capire chi volete ascoltare

Per chi ha problemi di udito, riuscire a distinguere un particolare oratore all’interno di una stanza affollata e rumorosa può risultare difficile. Un sistema in grado di amplificare la voce della persona che volete ascoltare potrebbe essere d’aiuto.

di Charlotte Jee

Immaginate di dover stare dietro una conversazione con il vostro migliore amico all’interno di un pub rumoroso. Nonostante il sottofondo fastidioso, siete in grado di filtrare i rumori e udire ugualmente quello che il vostro amico vi sta raccontando. Ci imbattiamo tutti nel cosiddetto effetto da “cocktail-party”, ma le persone che devono fare uso di apparecchi acustici faticano maggiormente a scartare rumori irrilevanti.

Un nuovo sistema dal potenziale trasformativo è in grado di individuare la persona che siete interessati ad ascoltare ed amplificarne la voce. Per comprendere l’intenzione dell’ascoltatore, questo sistema adotta degli elettrodi posizionati nella corteccia auditiva, la sezione del cervello (situata a ridosso dell’orecchio) che elabora i suoni. Quando si concentra su ciascuna voce, il cervello produce una firma elettrica indicativa di ciascun oratore.

Un algoritmo di apprendimento profondo che è stato addestrato per differenziare e distinguere molteplici voci è in grado di ricercare la corrispondenza migliore fra questa firma elettrica e quella dei vari individui presenti all’interno di un ambiente. Una volta identificato il soggetto d’interesse, il sistema ne amplifica la voce per cercare di assistere l’ascoltatore.

Il sistema, descritto su Science Advances e sviluppato da un team di ricercatori della Columbia University, è stato testato su tre persone affette da perdita dell’udito e sottoposte a intervento chirurgico presso il North Shore University Hospital di New York. Questi tre pazienti avevano ricevuto un impianto di elettrodi come parte del trattamento per la loro epilessia, per cui i loro segnali cerebrali potevano essere monitorati. Ai partecipanti è stato quindi chiesto di ascoltare la registrazione di quattro persone differenti che parlavano di continuo. Per assicurarsi che i soggetti udissero correttamente la registrazione, i ricercatori sospendevano periodicamente la sessione di ascolto per chiedere loro di ripetere quanto avevano appena ascoltato. Il risultato è che la registrazione veniva ascoltata e compresa con una precisione del 91%.

Esiste un ovvio svantaggio: L’attuale sistema comporta necessariamente un intervento chirurgico per impiantare gli elettrodi. Eppure, i ricercatori sostengono che le onde cerebrali potrebbero essere misurate attraverso sensori posizionati all’interno dell’orecchio, per cui il sistema potrebbe essere incorporato praticamente nell’apparecchio acustico (anche se a scapito dell’accuratezza); potrebbe persino assistere persone semplicemente interessate a migliorare la propria capacità di concentrarsi su un’unica voce.

Un altro problema è rappresentato dal lag. Pur essendo di pochi secondi, questo ritardo potrebbe far perdere all’ascoltatore l’inizio di un nuovi discorso da parte di un altro soggetto, spiega Nima Mesgarani, coautrice del paper dal Neural Acoustic Processing Lab della Columbia University. Esiste una tensione inerente fra accuratezza e velocità nel focalizzare l’attenzione su un oratore specifico, spiega; in altre parole, maggiore il tempo impiegato dal sistema per ascoltare, maggiore sarà la sua precisione. Questo problema richiederà ulteriori ricerche, ma Mesgarani ritiene che questo genere di sistema potrebbe essere introdotto sul mercato in appena cinque anni.

Questo studio è solamente una verifica teorica, ma dimostra l’incredibile potenziale della tecnologia sottostante, commenta Behtash Babadi, un ricercatore del Department of Electrical and Computer Engineering della University of Maryland che non era coinvolto nello studio.

“In appena una manciata di secondi, qualcuno dotato di un dispositivo simile potrebbe silenziare tutti salvo la persona che vogliono ascoltare”, dice. “Questo lavoro è il primo a risolvere realmente il loro problema, ed è un passo in avanti verso la creazione di una soluzione reale”.

Foto: SAMANTHA GADES| UNSPALSH

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