Ako mozog kóduje jazyk Medlife
Existujú ľudia, ako napríklad Stephen Hawking, ktorí nemôžu rozprávať, pretože majú ochrnuté svaly. Špecialisti chcú týmto jedincom pomôcť v komunikácii vyvinutím mozgového rozhrania na dekódovanie príkazov, ktoré mozog vysiela do jazyka, podnebia, pier a hrtana. Vedci v novej štúdii zistili, že mozog riadi reč podobne, ako ovláda pohyby rúk, uvádza sciencedaily.com.
Ľudia ako Stephen Hawking môžu premýšľať o tom, čo chcú povedať, ale nemôžu rozprávať, pretože majú ochrnuté svaly. Na komunikáciu môžu použiť zariadenia, ktoré vnímajú pohyby očí alebo tváre, a to tak, že povedia jedno písmeno po druhom. Proces je však pomalý a neprirodzený. Cieľom vedcov je pomôcť paralyzovaným jedincom efektívnejšie komunikovať vyvinutím zariadenia, ktoré funguje ako mozgové rozhranie na dekódovanie príkazov, ktoré mozog vysiela do jazyka, podnebia, pier a hrtana.
Táto osoba by sa jednoducho pokúsila povedať tieto slová a zariadenie by ich preložilo do reči. Štúdia Northwestern Medicine a Weinberg College of Arts and Sciences sa teda zamerala na to, ako mozog kóduje reč.
Špecialisti zistili, že mozog riadi reč podobným spôsobom, ako ovláda pohyby rúk. Na dosiahnutie tohto záveru zaznamenali signály z dvoch častí mozgu a dekódovali ich. Zistili teda, že predstavujú dva ciele, ktoré musíme dosiahnuť, keď chceme komunikovať: prvý, skutočnú reč a druhý, jednotlivé pohyby, ktoré používame, tj. Spôsob, akým hýbeme perami, podnebím, jazykom a hrtanom.
„To nám môže pomôcť lepšie vybudovať dekódovanie reči a pomôcť ľuďom, ktorí nie sú schopní hovoriť,“ uviedol Marc Slutzky, vedúci autor štúdie a profesor neurológie a fyziológie na Lekárskej fakulte Univerzity Feinberg na Northwestern University a neurológ z Northwestern Medicine. „.
Štúdia bola publikovaná v časopise Journal of Neuroscience.
Toto zistenie by mohlo pomôcť aj osobám s poruchami reči, ako je verbálna apraxia, časté u detí, ale aj u dospelých, ktorí utrpeli mozgovú príhodu. Tento stav, slovná apraxia, spočíva v obtiažnosti prekladu slovných správ z mozgu do hovoreného jazyka.
Ako sa slová prekladajú z mozgu do reči?
Reč sa skladá z jednotlivých zvukov, ktoré sa nazývajú fonémy a ktoré vznikajú koordinovaným pohybom pier, jazyka, podnebia a hrtana. Špecialisti však nevedeli, ako sa tieto pohyby, ktoré sa nazývajú spoločné gestá, v mozgu spracovávajú. Konkrétne nevedeli, ako mozgová kôra riadi produkciu reči.
„Predpokladal som, že oblasť rečového motora v mozgu bude mať štruktúru podobnú štruktúre pohybu paží. Mysleli sme si, že precentrálna kôra je zodpovedná za pohyby pier, jazyka, podnebia a hrtana a že horné kortikálne oblasti budú predstavovať fonémy, “vysvetľuje Marc Slutzky.
Presne to objavili. Precentrálna kôra je zodpovedná za gestá a dolná frontálna kôra je zodpovedná za fonémy aj gestá.
Ako sa štúdia uskutočnila?
Špecialisti zaznamenávali mozgové signály na kortikálnom povrchu pomocou elektród umiestnených u pacientov, ktorí podstúpili operáciu mozgu na odstránenie mozgových nádorov. Pacienti museli byť počas operácie v povedomí, preto ich vedci prinútili čítať slová na obrazovke. Po operácii vedci označili okamihy, kedy sa zaznamenávali fonémy a gestá. Potom použili zaznamenané signály na dekódovanie foném a gest a na kontrolu ich presnosti.
Signály mozgu v precentrálnej kôre boli presnejšie pri dekódovaní gest a signály v dolnej frontálnej kôre boli rovnako dobré pri dekódovaní foném aj gest. Tieto informácie budú užitočné pre inžinierov navrhujúcich dekódovacie zariadenia.
Ďalej sa vedci snažia vyvinúť algoritmus pre zariadenie fungujúce ako mozgové rozhranie, ktoré nielen dekóduje gestá, ale aj kombinuje slová s gestami.