Thành tựu đột phá trong công nghệ y tế giúp người bị liệt lấy lại giọng nói nhờ cấy chip vào não

Trong một bước đột phá đáng kinh ngạc, các nhà khoa học đã phát triển thiết bị cấy ghép não có khả năng nhận diện và tái tạo giọng nói cho người bị liệt. Với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ này đang mang lại hy vọng mới cho những người mất khả năng giao tiếp, giúp họ lấy lại giọng nói gần giống như ban đầu.

1. Hội chứng ALS và hành trình tìm lại giọng nói

Cách đây bốn năm, ông Casey Harrell bị chẩn đoán mắc hội chứng ALS (xơ cứng teo cơ một bên), dẫn đến mất khả năng nói chuyện bình thường. Sự suy yếu này khiến ông không thể giao tiếp bằng giọng nói của mình. Lần cuối ông tự nói chuyện mà không cần trợ giúp là trong một buổi chia sẻ về khí hậu trên Zoom.

Đến tháng 7/2023, một nhóm bác sĩ từ Đại học California, Davis (Mỹ) đã cấy ghép điện cực vào não của ông Harrell. Các điện cực này giúp nhận diện những gì ông muốn nói bằng cách ghi nhận xung điện phát ra khi ông cố gắng cử động miệng, môi, hàm và lưỡi. Điều này đồng nghĩa ông Harrell đã trở thành một phần của sứ mệnh đầy tham vọng: kết nối não người với máy tính.

2. Công nghệ nhận diện giọng nói dựa trên AI

Kết quả của cuộc phẫu thuật vượt xa mong đợi. Theo nghiên cứu đăng tải trên Tạp chí Y học New Zealand ngày 14/8, hệ thống AI có thể nhận diện từ ngữ với độ chính xác cao và tạo ra âm thanh gần giống với giọng nói thật của ông Harrell. Điều này mở ra khả năng tái tạo giọng nói cho những người mất khả năng giao tiếp do các căn bệnh như ALS.

Để đạt được kết quả này, các bác sĩ đã cấy vào lớp ngoài não của ông Harrell bốn mảng điện cực nhỏ. Mỗi mảng chứa 64 điểm thu xung điện từ tế bào thần kinh, phát hiện ra những tín hiệu khi ông cố gắng nói. Sau ba tuần phẫu thuật, các nhà khoa học bắt đầu kết nối thiết bị với hệ thống máy tính để tiến hành huấn luyện AI.

Thiết bị này đã có thể ghi nhận các từ vựng cơ bản với độ chính xác lên đến 99,6%, giúp ông Harrell nói được các cụm từ như “What good is that?” (Điều này có ích gì?).

3. Cải tiến liên tục để hoàn thiện giọng nói

Sau khi tích hợp công nghệ AI, hệ thống đã tiến bộ nhanh chóng. Đến ngày thứ hai sau phẫu thuật, thiết bị có khả năng xử lý 125.000 từ vựng với độ chính xác 90%, và còn tạo ra giọng nói gần giống với giọng thật của ông Harrell nhờ dữ liệu được huấn luyện từ các cuộc phỏng vấn trước đó.

Nhờ đó, ông Harrell có thể nói các câu như “Con gái ngoan của cha” với giọng điệu quen thuộc, tạo cảm xúc mạnh mẽ khi nói chuyện với con gái.

Nhóm nghiên cứu liên tục cải thiện khả năng nhận diện và tái tạo giọng nói, trong đó Harrell đã nói gần 6.000 từ riêng biệt trong vòng 8 tháng với tỷ lệ nhận diện chính xác lên tới 97,5%. Con số này vượt xa các công nghệ hiện tại trên smartphone hay các thiết bị cấy ghép trước đây, chỉ đạt khoảng 75%.

4. Giấc mơ giao tiếp tự nhiên trở thành hiện thực

Khác với các hệ thống như Neuralink giúp người dùng di chuyển trỏ chuột trên màn hình, thiết bị cấy ghép này mang lại khả năng giao tiếp tự nhiên cho Harrell, giúp ông tương tác với gia đình và bạn bè. “Từ một cuộc trình diễn khoa học, hệ thống đã biến thành công cụ hữu ích mà Casey có thể dùng hằng ngày,” TS David Brandman, bác sĩ phẫu thuật cho ông Harrell, chia sẻ.

Công nghệ AI đóng vai trò quan trọng trong việc tái tạo giọng nói của Harrell. Hệ thống có thể bắt tín hiệu từ một nhóm tế bào thần kinh, chuyển đổi thành các đơn vị âm thanh, rồi tổng hợp thành từ và câu phù hợp. Điều này giúp ông Harrell chỉnh sửa các cụm từ trước khi phát âm thanh, duy trì phong cách nói chuyện trang trọng và cá nhân hóa.

5. Thách thức và triển vọng trong tương lai

Mặc dù công nghệ này mang lại hy vọng lớn lao, vẫn còn nhiều thách thức. Các hệ thống cấy ghép tương tự có thể chưa phù hợp với những bệnh nhân ở giai đoạn nặng hơn, nơi khả năng nói bị mất hoàn toàn. Gánh nặng tài chính cũng là rào cản lớn, khiến nhiều người gặp khó khăn trong việc tiếp cận thiết bị tiên tiến này.

Tuy vậy, với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ AI, những người mắc ALS như Harrell có thể dần lấy lại khả năng giao tiếp và tự tin hơn trong cuộc sống. Bên cạnh đó, giấc mơ tái tạo giọng nói hoàn chỉnh, thậm chí là ca hát, đang được các nhà khoa học nỗ lực hiện thực hóa, mở ra kỷ nguyên mới cho sự kết nối giữa con người và máy móc.