Nová technologie by mohla pomoci lidem s paralýzou znovu mluvit
Vědci jsou blízko k vymýšlení technologie, která využívá kódování mozku a příkazy pro ovládání svalů, aby umožnila lidem, kteří kvůli paralýze ztratili sílu řeči, znovu mluvit.
Nedávný výzkum vedený Northwestern University v Evanstonu v IL zjistil, že mozek generuje zvuky řeči podobným způsobem, jakým řídí pohyby rukou a paží.
Toto zjištění přibližuje den, kdy lidé, kteří jsou paralyzováni - například jedinci se „syndromem zablokování“ - budou moci mluvit prostřednictvím „rozhraní mozek-stroj“ pouhými slovy.
Papír o práci nyní obsahuje v Journal of Neuroscience.
Tým předvídá technologii využívající vlastní kódování zvuků mozku spolu s příkazy, které ovládají svaly v rtech, jazyku, patře a hlasové schránce.
Více „intuitivní“ než technologie Hawkinga
Autoři vysvětlují, že takový systém by byl „intuitivnější“ než ten, který používal renomovaný fyzik Stephen Hawking, který zemřel letos ve věku 76 let.
Hawking měl vzácné onemocnění zvané amyotrofická laterální skleróza, které ho ochromilo a po většinu života nemohlo mluvit přirozeně.
Díky počítačovému rozhraní, které dokázal ovládat pohybem tváře, však mohl psát slova a věty, které poté přečetl syntetizátor řeči.
Ačkoli metoda dělá práci, je pomalá a pracná. Nejde o artikulování řeči, kterou mozek kóduje a vysílá do svalů, které vydávají zvuky.
Místo toho vyžaduje, aby osoba prošla procesem, který je více podobný psaní; musí myslet například na psanou podobu slov a vět, které chtějí formulovat, nejen na jejich zvuky.
„Fonémy a artikulační gesta“
Studie sleduje model produkce řeči, který se skládá ze dvou částí: formulace fonémů a „artikulační gesta“.
Prvním z nich je hierarchický proces dělení vět, frází, slov a slabik na jednotlivé zvuky nebo fonémy. Druhým je jejich produkce prostřednictvím kontroly svalů, které artikulují hlasový trakt. Až do této práce nebylo známo, jak to mozek vlastně plánoval a představoval.
„Předpokládali jsme hypotézu,“ poznamenává vedoucí studie Dr. Marc W. Slutzky, docent neurologie a fyziologie, „že motorické oblasti řeči v mozku budou mít podobnou organizaci jako oblasti motoriky v mozku.“
Dále vysvětluje, že identifikovali dvě oblasti mozku, které se podílejí na tvorbě řeči, a hlásily: „Precentrální kůra představovala gesta ve větší míře než fonémy. Dolní frontální kůra, což je oblast řeči na vyšší úrovni, představovala fonémy i gesta. “
On a jeho kolegové objevili objevy při studiu mozkové aktivity u lidí s elektrodami implantovanými do mozku, zatímco podstoupili operaci k odstranění nádorů. Pacienti museli být během operace při vědomí, protože museli číst slova z obrazovky.
Autoři vysvětlují:
"Tato zjištění naznačují, že produkce řeči sdílí podobnou kritickou organizační strukturu s pohybem jiných částí těla."
„To má důležité důsledky,“ uzavírají, „jak pro naše chápání produkce řeči, tak pro návrh rozhraní mozek-stroj pro obnovení komunikace lidem, kteří neumí mluvit.“
Na základě svých výsledků nyní plánují vytvoření algoritmu rozhraní mozek-stroj, který kromě dekódovacích gest bude také schopen vytvářet slova jejich kombinací.
