Як мозок кодує мову Medlife
Є такі люди, як Стівен Хокінг, які не можуть говорити, бо їхні м’язи паралізовані. Фахівці хочуть допомогти цим людям спілкуватися, розробляючи інтерфейс мозку для декодування команд, які мозок посилає на мову, небо (піднебіння), губи та гортань. Вчені в новому дослідженні виявили, що мозок контролює мову, подібно до того, як він керує рухами рук, повідомляє sciencedaily.com.
Такі люди, як Стівен Хокінг, можуть думати про те, що вони хочуть сказати, але вони не можуть говорити, оскільки їхні м’язи паралізовані. Для спілкування вони можуть використовувати пристрої, які сприймають рухи очей або щоки, щоб вимовляти по одній букві. Однак процес йде повільно і неприродно. Вчені прагнуть допомогти паралізованим людям ефективніше спілкуватися, розробивши пристрій, який працює як інтерфейс мозку для декодування команд, які мозок надсилає на мову, небо, губи та гортань.
Ця людина просто спробує вимовити слова, а пристрій переводить їх у мову. Таким чином, дослідження Північно-Західної медицини та Коледжу мистецтв і наук Вайнберга зосереджувалося на тому, як мозок кодує мову.
Фахівці встановили, що мозок управляє мовою подібно до того, як він керує рухами рук. Щоб дійти такого висновку, вони записали сигнали з двох відділів мозку і розшифрували їх. Таким чином, вони виявили, що вони представляють дві цілі, яких ми повинні досягти, коли хочемо спілкуватися: перше, власне мова і друге, окремі рухи, які ми використовуємо, тобто спосіб, яким ми рухаємо губами, небом, язиком та гортанню.
"Це може допомогти нам краще побудувати розшифровку мови та допомогти людям, які не можуть говорити", - сказав Марк Слуцкі, провідний автор дослідження та професор неврології та фізіології в Медичній школі Фейнберга Північно-Західного університету та невролог Північно-Західної медицини. ".
Дослідження було опубліковане в Journal of Neuroscience.
Цей висновок також може допомогти тим, хто має мовленнєві розлади, такі як словесна апраксія, поширена у дітей, а також у дорослих, які перенесли інсульт. Цей стан, словесна апраксія, полягає в труднощах перекладу вербальних повідомлень з мозку на розмовну мову.
Як слова перекладаються з мозку на мову?
Мова складається з окремих звуків, званих фонемами, які виробляються координованими рухами губ, язика, піднебіння та гортані. Однак фахівці не знали, як ці рухи, які називаються спільними жестами, обробляються в мозку. Зокрема, вони не знали, як кора головного мозку контролює виробництво мови.
"Я припускав, що область мовного мотора в мозку матиме структуру, подібну до структури руху. Ми думали, що передцентральна кора відповідає за рухи губ, язика, піднебіння та гортані, а верхні ділянки кори представляють фонеми ", - пояснює Марк Слуцкі.
Це саме те, що вони виявили. Прецентральна кора відповідає за жести, а нижня лобова - за фонеми і жести.
Як проводилось дослідження?
Фахівці реєстрували мозкові сигнали на кортикальній поверхні за допомогою електродів, накладених на пацієнтів, які перенесли операцію на мозку для видалення пухлин головного мозку. Пацієнти повинні були бути в курсі під час операції, тому дослідники змушували їх читати слова на екрані. Після операції вчені відзначили моменти, коли були записані фонеми та жести. Потім вони використовували записані сигнали для декодування фонем і жестів і для перевірки їх точності.
Сигнали мозку в передцентральній корі були більш точними при декодуванні жестів, а сигнали в нижній лобовій корі однаково добре розшифровували як фонеми, так і жести. Ця інформація буде корисна інженерам, що розробляють пристрої декодування.
Крім того, дослідники прагнуть розробити алгоритм для пристрою, який функціонує як мозковий інтерфейс, який не тільки декодує жести, але й поєднує слова з жестами.