Nova tehnologija bi lahko pomagala ljudem s paralizo, da spet govorijo
Znanstveniki so blizu zasnove tehnologije, ki z ukazi možganskega kodiranja in nadzora mišic omogoča ljudem, ki so zaradi paralize izgubili moč govora, spet govoriti.
Nedavne raziskave, ki jih je vodila univerza Northwestern v Evanstonu v zvezni državi IL, so pokazale, da možgani ustvarjajo govorne zvoke na podoben način kot nadzor nad gibanjem rok in rok.
Ugotovitev približuje dan, ko bodo ljudje, ki so paralizirani - na primer posamezniki s "zaklenjenim sindromom" - lahko govorili skozi "vmesnik možgan-stroj", tako da bodo skušali izgovoriti besede.
Članek o delu je zdaj prikazan v Časopis za nevroznanost.
Ekipa predvideva tehnologijo, ki uporablja možgansko kodiranje zvokov skupaj z ukazi, ki nadzorujejo mišice na ustnicah, jeziku, nebu in glasovnem polju, da jih ustvarijo.
Bolj ‘intuitiven’ kot Hawkingova tehnologija
Avtorji pojasnjujejo, da bi bil tak sistem bolj "intuitiven" od tistega, ki ga je uporabljal priznani fizik Stephen Hawking, ki je umrl v začetku tega leta v starosti 76 let.
Hawking je imel redko bolezen, imenovano amiotrofična lateralna skleroza, zaradi katere je bil paraliziran in večino svojega življenja ni mogel govoriti naravno.
Po zaslugi računalniškega vmesnika, ki ga je lahko nadziral s premikanjem ličnic, je lahko pisal besede in stavke, ki jih je sintetizator govora nato prebral.
Čeprav metoda opravi svoje delo, je počasna in mučna. Ne artikulira govora, ki ga možgani kodirajo in pošljejo mišicam, ki ustvarjajo zvoke.
Namesto tega zahteva, da oseba opravi postopek, ki je bolj podoben pisanju; razmišljati morajo na primer o pisni obliki besed in stavkov, ki jih želijo izraziti, ne le o svojih zvokih.
„Fonemi in artikulacijske geste“
Študija sledi modelu govorne produkcije, ki je sestavljen iz dveh delov: oblikovanje fonemov in "artikulacijske geste".
Prvi je hierarhični postopek razčlenitve stavkov, besednih zvez, besed in zlogov na posamezne zvoke ali foneme. Drugi je njihova proizvodnja z nadzorom mišic, ki artikulirajo vokalni trakt. Do tega dela ni bilo znano, kako možgani to dejansko načrtujejo in predstavljajo.
"Domnevali smo," ugotavlja višji avtor študije dr. Marc W. Slutzky, izredni profesor nevrologije in fiziologije, "govorno-gibalna področja možganov bi imela podobno organizacijo kot oborožitev gibalnih predelov možganov."
Nadalje pojasnjuje, da so identificirali dva možganska področja, ki sodelujeta pri proizvodnji govora, in poročal: »Precentralna skorja je v večji meri predstavljala geste kot foneme. Spodnja čelna skorja, ki je govorno območje na višji ravni, je predstavljala tako foneme kot kretnje. "
S sodelavci je odkril med preučevanjem možganske aktivnosti pri ljudeh z vstavljenimi elektrodami v možgane, ko so bili operirani za odstranjevanje tumorjev. Bolniki so morali biti med operacijo pri zavesti, ker so morali besede brati z zaslona.
Avtorji pojasnjujejo:
"Te ugotovitve kažejo, da ima govorna produkcija podobno kritično organizacijsko strukturo kot gibanje drugih delov telesa."
"To ima pomembne posledice," zaključujejo, "tako za naše razumevanje govorne produkcije kot tudi za zasnovo vmesnikov možgan-stroj za obnovo komunikacije ljudem, ki ne znajo govoriti."
Na podlagi njihovih rezultatov zdaj načrtujejo izdelavo algoritma za vmesnik možgan-stroj, ki bo poleg dekodiranja potez lahko tudi tvoril besede tako, da jih bo kombiniral.
