Как мозъкът кодира езика на Medlife
Има хора като Стивън Хокинг, които не могат да говорят, защото мускулите им са парализирани. Специалистите искат да помогнат на тези хора да общуват, като разработят мозъчен интерфейс за декодиране на командите, които мозъкът изпраща към езика, небцето (небцето), устните и ларинкса. Учени са открили в ново проучване, че мозъкът контролира речта, подобно на начина, по който контролира движенията на ръцете, според sciencedaily.com.
Хора като Стивън Хокинг могат да мислят какво искат да кажат, но не могат да говорят, защото мускулите им са парализирани. За да общуват, те могат да използват устройства, които възприемат движенията на очите или бузата, за да казват по една буква. Процесът обаче е бавен и неестествен. Учените имат за цел да помогнат на парализираните хора да общуват по-ефективно, като разработят устройство, което работи като мозъчен интерфейс за декодиране на командите, които мозъкът изпраща към езика, небцето, устните и ларинкса.
Този човек просто ще се опита да произнесе думите и устройството ще ги преведе в реч. По този начин изследването на Северозападната медицина и колежа по изкуства и науки Weinberg се фокусира върху това как мозъкът кодира речта.
Специалистите са установили, че мозъкът контролира речта по начин, подобен на начина, по който контролира движенията на ръцете. За да стигнат до това заключение, те записват сигнали от две части на мозъка и ги декодират. По този начин те откриха, че те представляват двете цели, които трябва да постигнем, когато искаме да общуваме: първата, действителната реч и втората, индивидуалните движения, които използваме, т.е. начина, по който движим устните, небцето, езика и ларинкса.
„Това може да ни помогне да изградим по-добре декодирането на речта и да помогнем на хората, които не могат да говорят“, каза Марк Слуцки, водещ автор на изследването и професор по неврология и физиология в Медицинския факултет на Северозападния университет и невролог в Северозападната медицина. ".
Изследването е публикувано в Journal of Neuroscience.
Тази констатация може да помогне и на тези, които имат речеви нарушения, като вербална апраксия, често срещана при деца, но също и при възрастни, които са претърпели инсулт. Това състояние, вербална апраксия, се състои в трудността да се преведат вербалните съобщения от мозъка на говорим език.
Как се превеждат думите от мозъка в речта?
Речта е съставена от отделни звуци, наречени фонеми, които се произвеждат от координираните движения на устните, езика, небцето и ларинкса. Специалистите обаче не са знаели как тези движения, наречени съвместни жестове, се обработват в мозъка. По-конкретно, те не са знаели как мозъчната кора контролира производството на реч.
„Предположих, че зоната на речевия мотор в мозъка ще има структура, подобна на тази на движението на ръката. Смятахме, че прецентралната кора е отговорна за движенията на устните, езика, небцето и ларинкса и че горните зони на кората ще представляват фонемите ", обяснява Марк Слуцки.
Точно това откриха. Прецентралната кора е отговорна за жестовете, а долната челна кора е отговорна както за фонемите, така и за жестовете.
Как е проведено проучването?
Специалистите са регистрирали мозъчни сигнали на кортикалната повърхност с помощта на електроди, поставени на пациенти, претърпели мозъчна операция за отстраняване на мозъчни тумори. Пациентите трябваше да са наясно по време на операцията, така че изследователите ги караха да четат думи на екран. След операцията учените отбелязаха моментите, когато бяха записани фонеми и жестове. След това те използваха записаните сигнали, за да декодират фонемите и жестовете и да проверят тяхната точност.
Мозъчните сигнали в прецентралната кора са по-точни при декодиране на жестове, а тези в долната челна кора са еднакво добри в декодирането както на фонемите, така и на жестовете. Тази информация ще бъде полезна за инженерите, проектиращи декодиращи устройства.
Освен това изследователите имат за цел да разработят алгоритъм за устройството, което функционира като мозъчен интерфейс, който не само декодира жестове, но и комбинира думи с жестове.