Hogyan kódolja az agy a Medlife nyelvet
Vannak olyan emberek, mint Stephen Hawking, akik nem tudnak beszélni, mert az izmaik megbénultak. A szakemberek segítenek ezeknek az egyéneknek a kommunikációban egy agyi interfész fejlesztésével, amely dekódolja azokat a parancsokat, amelyeket az agy küld a nyelvnek, a szájpadlásnak, az ajkaknak és a gégének. A tudósok egy új tanulmányban azt találták, hogy az agy a beszédet hasonlóan irányítja, mint a kéz mozgását - írja a sciencedaily.com.
Az olyan emberek, mint Stephen Hawking, elgondolkodhatnak azon, hogy mit akarnak mondani, de nem tudnak beszélni, mert az izmaik megbénultak. Kommunikációhoz olyan eszközöket használhatnak, amelyek érzékelik a szem vagy az arc mozgását, egy-egy betű kimondására. A folyamat azonban lassú és természetellenes. A tudósok célja, hogy segítsenek a megbénult egyéneknek a hatékonyabb kommunikációban, olyan eszköz kifejlesztésével, amely agyi interfészként működik, és dekódolja az agy nyelvre, szájpadra, ajkára és gégére küldött parancsait.
Ez a személy egyszerűen megpróbálja kimondani a szavakat, és az eszköz beszéddé alakítja őket. Így a Northwestern Medicine és a Weinberg Művészeti és Tudományi Főiskola tanulmánya arra összpontosított, hogy az agy hogyan kódolja a beszédet.
A szakemberek megállapították, hogy az agy a beszédet a kézmozgásokhoz hasonló módon irányítja. Erre a következtetésre jutva rögzítették az agy két részének jeleit és dekódolták őket. Így felfedezték, hogy ők képviselik azt a két célt, amelyet el kell érnünk, amikor kommunikálni akarunk: az elsőt, a tényleges beszédet, a másodikat pedig az egyéni mozgásokat, amelyeket használunk, vagyis azt, ahogyan mozgatjuk az ajkunkat, az ízlésünk, a nyelvünket és a gégéinket.
"Ez segíthet abban, hogy jobban felépítsük a beszéddekódolást, és segítséget nyújthassunk a beszélni képtelen embereknek" - mondta Marc Slutzky, a tanulmány vezető szerzője, az Északnyugati Egyetem Feinberg Orvostudományi Karának neurológiai és élettani professzora, valamint az Északnyugati Orvostudomány neurológusa. ".
A tanulmány a Journal of Neuroscience folyóiratban jelent meg.
Ez a megállapítás segíthet azoknak is, akik beszédzavarokkal küzdenek, például verbális apraxiában, amelyek gyakoriak a gyermekeknél, de a stroke-ot szenvedő felnőtteknél is. Ez az állapot, a verbális apraxia, abban áll, hogy nehéz az agyból verbális üzeneteket lefordítani beszélt nyelvre.
Hogyan fordítják a szavakat agyból beszédbe?
A beszéd egyéni hangokból, fonémákból áll, amelyeket az ajkak, a nyelv, a szájpadlás és a gége összehangolt mozgása hoz létre. A szakemberek azonban nem tudták, hogy ezek a mozdulatok, az úgynevezett ízületi gesztusok hogyan dolgoznak fel az agyban. Pontosabban nem tudták, hogy az agykéreg miként irányítja a beszédprodukciót.
"Feltételeztem, hogy az agyban a beszédmotor területe hasonló felépítésű lesz, mint a kar mozgása. Úgy gondoltuk, hogy a precentralis kéreg felelős az ajkak, a nyelv, a szájpadlás és a gége mozgásáért, és hogy a felső kérgi területek képviselik a fonémákat "- magyarázza Marc Slutzky.
Pontosan ezt fedezték fel. A precentralis kéreg felelős a gesztusokért, az alsó frontális kéreg pedig a fonémákért és a gesztusokért egyaránt.
A vizsgálat lefolytatása?
A szakemberek agyi jeleket rögzítettek a kortikális felszínen, olyan elektródák segítségével, amelyeket agyi műtéten áteső betegeknél helyeztek el az agydaganatok eltávolítása céljából. A betegeknek tudatában kellett lenniük a műtét során, ezért a kutatók arra késztették őket, hogy szavakat olvassanak fel egy képernyőn. A műtét után a tudósok kijelölték azokat a pillanatokat, amikor a fonémákat és a gesztusokat rögzítették. Ezután a rögzített jeleket használták a fonémák és gesztusok dekódolásához, valamint pontosságuk ellenőrzéséhez.
A precentralis kéregben az agyi jelek pontosabbak voltak a gesztusok dekódolásában, az alsó frontális kéregben lévő jelek pedig ugyanolyan jók voltak mind a fonémák, mind a gesztusok dekódolásában. Ez az információ hasznos lesz a dekódoló eszközöket tervező mérnökök számára.
Továbbá a kutatók célja egy olyan algoritmus kifejlesztése az agy interfészként funkcionáló eszköz számára, amely nemcsak a gesztusokat dekódolja, hanem a szavakat és a gesztusokat is ötvözi.