Nová technológia by mohla pomôcť ľuďom s paralýzou opäť hovoriť
Vedci sú blízko k vymysleniu technológie, ktorá využíva kódovanie mozgu a príkazy na kontrolu svalov, aby umožnila ľuďom, ktorí kvôli ochrnutiu stratili silu reči, opäť hovoriť.
Nedávny výskum vedený na Northwestern University v Evanstone v IL zistil, že mozog generuje zvuky reči podobným spôsobom, ako ovláda pohyby rúk a paží.
Toto zistenie približuje deň, keď ľudia, ktorí sú paralyzovaní - napríklad jedinci so „syndrómom uzamknutia“ - budú schopní hovoriť prostredníctvom „rozhrania mozog-stroj“ iba pokusom povedať slová.
Príspevok o práci je teraz uvedený v dokumente Journal of Neuroscience.
Tím predpovedá technológiu využívajúcu vlastné kódovanie zvukov v mozgu spolu s príkazmi, ktoré ich produkujú pomocou svalov na perách, jazyku, podnebí a hlasovej schránke.
„Intuitívnejšie“ ako technológia Hawkinga
Autori vysvetľujú, že takýto systém by bol „intuitívnejší“ ako ten, ktorý používal renomovaný fyzik Stephen Hawking, ktorý začiatkom tohto roku zomrel vo veku 76 rokov.
Hawking mal zriedkavé ochorenie nazývané amyotrofická laterálna skleróza, ktoré ho ochromilo a väčšinu života nedokázal hovoriť prirodzene.
Vďaka počítačovému rozhraniu, ktoré ovládal pohybom tváre, však mohol písať slová a vety, ktoré potom syntetizátor reči prečítal.
Metóda síce robí prácu, ale je pomalá a namáhavá. Nejde o artikuláciu reči, ktorú mozog kóduje a vysiela do svalov, ktoré vydávajú zvuky.
Namiesto toho to vyžaduje, aby osoba prešla procesom, ktorý je viac podobný písaniu; musia myslieť napríklad na písomnú formu slov a viet, ktoré chcú formulovať, nielen na ich zvuky.
„Fonémy a artikulačné gestá“
Štúdia sleduje model produkcie reči, ktorý sa skladá z dvoch častí: formulovania foném a „artikulačných gest“.
Prvým je hierarchický proces rozdelenia viet, fráz, slov a slabík na jednotlivé zvuky alebo fonémy. Druhým je ich produkcia prostredníctvom kontroly svalov, ktoré artikulujú hlasový trakt. Až do tejto práce nebolo známe, ako to mozog v skutočnosti plánoval a predstavoval.
„Predpokladali sme,“ poznamenáva hlavný autor štúdie Dr. Marc W. Slutzky, docent neurológie a fyziológie, „že rečové motorické oblasti mozgu by mali podobnú organizáciu ako ramenné motorické oblasti mozgu.“
Ďalej vysvetľuje, že identifikovali dve oblasti mozgu, ktoré sa podieľajú na tvorbe reči, a hlásili: „Precentrálna kôra predstavovala gestá vo väčšej miere ako fonémy. Dolná frontálna kôra, ktorá je oblasťou reči na vyššej úrovni, predstavovala fonémy aj gestá. “
Spolu s kolegami objavil objavy pri štúdiu mozgovej aktivity u ľudí s elektródami implantovanými do mozgu, keď podstúpili operáciu na odstránenie nádorov. Pacienti museli byť počas operácie pri vedomí, pretože museli čítať slová z obrazovky.
Autori vysvetľujú:
"Tieto objavy naznačujú, že produkcia reči má podobnú kritickú organizačnú štruktúru ako pohyb iných častí tela."
„To má dôležité dôsledky,“ uzatvárajú, „ako pre naše pochopenie produkcie reči, tak pre návrh rozhraní mozgu a stroja na obnovenie komunikácie s ľuďmi, ktorí nemôžu hovoriť.“
Na základe svojich výsledkov teraz plánujú vytvoriť algoritmus rozhrania mozgu a stroja, ktorý bude okrem dekódovacích gest schopný vytvárať slová aj ich kombináciou.
