Uusi tekniikka voi auttaa halvaantuneita puhumaan uudelleen
Tutkijat ovat lähellä sellaisen tekniikan suunnittelua, joka käyttää aivojen koodausta ja lihasten ohjauskomentoja, jotta halvauksen vuoksi puheenvoiman menettäneet ihmiset voivat puhua uudelleen.
Viimeaikaisessa Northwestern Universityn johtamassa tutkimuksessa Evanstonissa, IL, todetaan, että aivot tuottavat puheääniä samalla tavoin kuin hallitsevat käsien ja käsivarsien liikkeitä.
Löytö tuo lähemmäksi päivää, jolloin halvaantuneet ihmiset - kuten henkilöt, joilla on "lukittu oireyhtymä" - voivat puhua "aivojen ja koneiden välisen käyttöliittymän" kautta yrittämällä sanoa vain sanoja.
Teoksessa on nyt paperi Journal of Neuroscience.
Ryhmä ennakoi tekniikan käyttävän aivojen omaa äänen koodausta yhdessä komentojen kanssa, jotka ohjaavat huulten, kielen, kitalaen ja äänilaatikon lihaksia niiden tuottamiseksi.
Intuitiivisempi kuin Hawkingin tekniikka
Tekijät selittävät, että tällainen järjestelmä olisi "intuitiivisempi" kuin aiemmin tänä vuonna 76-vuotiaana kuollut tunnettu fyysikko Stephen Hawking.
Hawkingilla oli harvinainen sairaus nimeltä amyotrofinen lateraaliskleroosi, joka sai hänet halvaantumaan ja kykenemättömään puhumaan luonnollisesti suurimman osan elämästään.
Tietokoneliitännän ansiosta, jota hän pystyi hallitsemaan liikuttamalla poskeaan, hän pystyi kuitenkin kirjoittamaan sanoja ja lauseita, jotka sitten puhesyntetisaattori luki.
Vaikka menetelmä tekee työn, se on hidas ja työläs. Aivot koodaavat ja lähettävät ääniä tuottaville lihaksille ei puhetta.
Sen sijaan se edellyttää, että henkilö käy läpi prosessin, joka muistuttaa kirjoittamista; heidän on ajateltava esimerkiksi sanojen ja lauseiden kirjoitettua muotoa, joita he haluavat ilmaista, ei pelkästään niiden ääniä.
”Foneemit ja artikulaatioeleet”
Tutkimuksessa noudatetaan puhetuotannon mallia, joka on kahdessa osassa: foneemien muotoilu ja "artikulaatioeleet".
Ensimmäinen on hierarkkinen prosessi, jossa lauseet, lauseet, sanat ja tavut hajotetaan yksittäisiksi ääniksi tai foneemeiksi. Toinen on niiden tuotanto hallitsemalla lihaksia, jotka artikloivat äänitorvea. Ennen tätä työtä ei ollut tiedossa, miten aivot todella suunnittelivat ja edustivat näitä.
"Oletimme", toteaa vanhempi tutkimuksen kirjoittaja tohtori Marc W. Slutzky, apulaisprofessori neurologiasta ja fysiologiasta, "aivojen puheen motorisilla alueilla olisi samanlainen organisaatio kuin aivojen motorisilla alueilla."
Hän selittää edelleen, että he tunnistivat kaksi aivojen aluetta, jotka ovat mukana puhetuotannossa, raportoinnissa: "Precentral aivokuori edusti eleitä enemmän kuin foneemit. Alempi etuosan aivokuori, joka on korkeamman tason puhealue, edusti sekä foneemeja että eleitä. "
Hän ja hänen kollegansa tekivät löytöjä tutkien aivotoimintaa ihmisillä, joiden aivoihin on istutettu elektrodeja, kun heille tehtiin leikkaus kasvainten poistamiseksi. Potilaiden oli oltava tietoisia leikkauksen aikana, koska heidän täytyi lukea sanat näytöltä.
Kirjoittajat selittävät:
"Nämä havainnot viittaavat siihen, että puheen tuotannolla on samanlainen kriittinen organisaatiorakenne kuin muiden ruumiinosien liikkumisella."
"Tällä on tärkeitä vaikutuksia", he päättelevät, "sekä ymmärryksemme puheen tuottamisesta että aivojen ja koneiden rajapintojen suunnittelusta viestinnän palauttamiseksi ihmisille, jotka eivät osaa puhua."
Tulostensa perusteella he suunnittelevat nyt aivojen ja koneiden välisen käyttöliittymän algoritmin rakentamisen, joka dekoodaavien eleiden lisäksi pystyy myös muodostamaan sanoja yhdistämällä ne.
