Noua tehnologie ar putea ajuta persoanele cu paralizie să vorbească din nou
Oamenii de știință sunt aproape de a concepe o tehnologie care utilizează codarea creierului și comenzile de control muscular pentru a permite oamenilor care au pierdut puterea vorbirii din cauza paraliziei să vorbească din nou.
Cercetări recente conduse de Universitatea Northwestern din Evanston, IL, descoperă că creierul generează sunete de vorbire într-un mod similar cu modul în care controlează mișcările mâinilor și brațelor.
Descoperirea apropie ziua în care persoanele paralizate - cum ar fi indivizii cu „sindrom blocat” - vor putea vorbi printr-o „interfață creier-mașină” doar încercând să spună cuvinte.
O lucrare despre lucrare apare acum în Journal of Neuroscience.
Echipa prevede tehnologia utilizând codificarea creierului de sunete, împreună cu comenzile care controlează mușchii buzelor, limbii, palatului și casetei vocale pentru a le produce.
Mai „intuitiv” decât tehnologia lui Hawking
Un astfel de sistem, explică autorii, ar fi mai „intuitiv” decât cel folosit de renumitul fizician Stephen Hawking, care a murit la începutul acestui an la vârsta de 76 de ani.
Hawking a avut o boală rară numită scleroză laterală amiotrofică, care l-a lăsat paralizat și incapabil să vorbească în mod natural pentru cea mai mare parte a vieții sale.
Totuși, datorită unei interfețe de computer pe care o putea controla mișcându-și obrazul, putea scrie cuvinte și propoziții pe care le citea apoi un sintetizator de vorbire.
Deși metoda face treaba, este lentă și laborioasă. Nu articulează vorbirea pe care creierul o codifică și o trimite către mușchii care scot sunetele.
În schimb, necesită ca persoana să treacă printr-un proces care este mai asemănător cu scrisul; trebuie să se gândească, de exemplu, la forma scrisă a cuvintelor și propozițiilor pe care doresc să le articuleze, nu doar sunetele lor.
„Foneme și gesturi articulare”
Studiul urmărește un model de producție a vorbirii care este în două părți: formularea fonemelor și „gesturi articulare”.
Primul este procesul ierarhic de descompunere a propozițiilor, frazelor, cuvintelor și silabelor în sunete individuale sau foneme. A doua este producerea lor prin controlul mușchilor care articulează tractul vocal. Până la această lucrare, nu se știa cum creierul le-a planificat și le-a reprezentat.
„Am făcut ipoteze”, notează autorul principal al studiului, Dr. Marc W. Slutzky, profesor asociat de neurologie și fiziologie, „zonele motorii vorbirii din creier ar avea o organizație similară cu cele ale brațului zonelor motorii ale creierului”.
El continuă să explice că au identificat două zone cerebrale care sunt implicate în producția de vorbire, raportând: „Cortexul precentral a reprezentat gesturi într-o măsură mai mare decât fonemele. Cortexul frontal inferior, care este o zonă de vorbire la nivel superior, a reprezentat atât foneme, cât și gesturi. ”
El și colegii săi au făcut descoperirile în timp ce studiau activitatea creierului la persoanele cu electrozi implantați în creier în timp ce erau supuși unei intervenții chirurgicale pentru a elimina tumorile. Pacienții trebuiau să fie conștienți în timpul intervenției chirurgicale, deoarece trebuiau să citească cuvinte de pe un ecran.
Autorii explică:
„Aceste descoperiri sugerează că producția de vorbire împarte o structură organizațională critică similară cu mișcarea altor părți ale corpului.”
„Acest lucru are implicații importante”, conchid ei, „atât pentru înțelegerea noastră a producției de vorbire, cât și pentru proiectarea interfețelor creier-mașină pentru a restabili comunicarea persoanelor care nu pot vorbi.”
Pe baza rezultatelor lor, ei intenționează acum să construiască un algoritm de interfață creier-mașină care, precum și gesturile de decodare, să poată forma cuvinte și combinându-le.
