Нарушение речи, или дизартрия, — одно из самых распространённых последствий инсульта. С этой проблемой сталкивается почти половина выживших пациентов. Инсульт ослабляет мышцы лица, языка и голосовых связок, из-за чего речь становится неразборчивой, прерывистой или вовсе невозможной. При этом человек часто прекрасно понимает, что хочет сказать, — подводит лишь «исполнительный механизм». Восстановление обычно возможно, но занимает месяцы и сопровождается разочарованием, серьёзно снижая качество жизни во время реабилитации.
Учёные из Кембриджского университета решили ускорить и упростить этот путь. Их разработка — носимое устройство Revoice — призвана помочь людям с дизартрией снова общаться естественно и без лишних усилий.
Revoice — это не имплант и не сложный медицинский аппарат, а мягкое носимое устройство, похожее на регулируемый текстильный чокер. Его надевают на шею, и он помогает «переводить» беззвучно произнесённые слова в полноценную, эмоционально окрашенную речь. Идея проста: если мозг по-прежнему формирует намерение сказать фразу, почему бы не считать эти сигналы напрямую с мышц горла?
По словам профессора Луиджи Оккипинти, одного из руководителей проекта, после инсульта сигналы между мозгом и горлом оказываются «перепутанными». Человек знает, что хочет сказать, но физически не может этого произнести. Revoice как раз и создан для того, чтобы прочитать эти искажённые сигналы и восстановить смысл сказанного.
Как работает технология
В основе Revoice — система текстильных тензодатчиков и гибкая беспроводная плата, встроенные в ткань. Датчики улавливают микродвижения мышц горла и вибрации, возникающие при беззвучной артикуляции.
Дальше в дело вступает искусственный интеллект. Устройство использует сразу двух ИИ-агентов. Первый анализирует движения мышц и восстанавливает слова, которые человек «проговаривает» без звука, одновременно предсказывая фразы с помощью компактной языковой модели. Второй агент определяет эмоциональное состояние пользователя, измеряя пульс в области шеи. В результате Revoice не просто собирает слова в предложение, но и придаёт речи логичность и эмоциональную окраску — без монотонности, характерной для многих синтезаторов.
Чем Revoice лучше предыдущих решений
Ранние системы «тихой речи» тестировались в основном на здоровых добровольцах и плохо подходили для реальной жизни. Они требовали пауз между словами — иногда до трёх секунд, — из-за чего общение выглядело неестественно и утомительно.
Revoice избавляется от этих ограничений. Благодаря ИИ-управляемым датчикам горла и лёгкой языковой модели устройство переводит беззвучную артикуляцию в готовые предложения практически мгновенно, без неловких задержек.
Клинические испытания и результаты
После первоначальных тестов на здоровых участниках разработку доработали и опробовали на пяти пациентах, перенёсших инсульт. Результаты оказались впечатляющими: уровень ошибок составил всего 4,2% для отдельных слов и 2,9% для предложений.
Один из показательных примеров: пациент беззвучно произнёс «We go hospital», а Revoice воспроизвёл фразу «Хотя уже поздно, мне всё ещё не по себе. Можем мы сейчас поехать в больницу?». Участники испытаний сообщили о росте удовлетворённости использованием устройства на 55% и отметили, что с Revoice общаются почти так же свободно, как до инсульта.
Практичность и перспективы
Revoice изготовлен из прочной, дышащей и моющейся ткани, поэтому подходит для повседневного ношения. Его аккумулятор ёмкостью 1800 мВт·ч рассчитан на целый день работы без подзарядки — важная деталь для реальной жизни, а не лабораторных условий.
Впереди — более масштабные клинические испытания. Если они пройдут успешно, команда планирует добавить поддержку нескольких языков и расширить диапазон распознаваемых эмоций. Кроме того, технология может быть полезна не только после инсульта, но и для людей с болезнью Паркинсона или болезнью мотонейронов.
Revoice показывает, что восстановление общения после инсульта не обязательно должно быть долгим и мучительным процессом. Носимое, неинвазивное устройство, объединяющее датчики и искусственный интеллект, способно вернуть людям голос — пусть и в цифровом виде — именно тогда, когда он нужен больше всего. Возможно, в ближайшем будущем фраза «я знаю, что хочу сказать, но не могу» уйдёт в прошлое.
Работа опубликована в журнале Nature Communications.
