Исследование, проводимое исследователями в Калифорнийском университете, Беркли, и изданный в Биологии PLoS, показывает новое впечатляющее исследование нейробиологов в области того, как они будут в состоянии понять мысли о пациентах, фактически не слыша, что они говорят. Это будет невероятно полезно при лечении пациентов, которые неспособны говорить после инсультов, паралича, или даже возможно во время ком.Брайан Н. Пэсли, постдокторский исследователь и первый автор исследования говорит:«Это исследование основывается, звучит, человек фактически слышит, но использовать его для восстановления предполагаемых разговоров, эти princicples должны были бы относиться к чьим-то внутренним словесным выражениям.
Существуют некоторые доказательства, что, слыша звук и отображение звук активирует подобные области мозга. Если Вы можете понять отношение достаточно хорошо между мозговыми записями и звуком, Вы могли бы или синтезировать фактический звук, человек думает, или просто выпишите слова с типом интерфейсного устройства."Ученые, вовлеченные в исследование, выяснили, как расшифровать электрическую активность в височной доле пациента, которая является, где слуховая система сидит в мозгу, поскольку пациент слушает разговоры вокруг них.
Эта параллель между тем, что они слышат и мозговая активность, позволяет исследователям тогда понять, какие слова пациенты услышали – просто от активности височной доли.Соавтор исследования, Роберт Найт, преподаватель УКА Беркли комментариев психологии и нейробиологии:«Это огромно для пациентов, которые имеют повреждение их речевых механизмов из-за инсульта или болезни Лу Герига и не могут говорить. Если Вы могли бы в конечном счете восстановить, в конечном счете восстанавливают предполагаемые разговоры от мозговой активности, тысячи людей могли извлечь выгоду. Исследование также говорит нам много о том, как мозг у нормальных людей представляет и обрабатывает речевые звуки».
Для части исследования исследователи исследовали 15 волонтеров, которые будут переносить операцию головного мозга, чтобы найти, что местоположение тяжелых приступов в состоянии удалить область во время второй операции. Обычно, нейрохирурги вырезают отверстие в черепе и эффективно помещенных электродах на мозговой поверхности или коре. Для этого исследования они поместили 256 электродов по височной доле, чтобы собрать данные на 7 дней и проанализировать приступы.
Электроды распространялись по височной доле мозга, где звуки обрабатываются, Рентгеновская компьютерная томография (УК Беркли)Во время расследования Пэсли возвратился в больницу, чтобы посмотреть на мозговая активность, которую нашли электроды, когда пациенты слушали 5-10 минут разговора. Он использовал эту информацию, чтобы изменить звуки и воспроизвести ее. Это возможно, потому что мозг ломает звуки в свои составляющие акустические частоты.
Он сказал:«Мы смотрим, какие корковые места являются расширением деятельности в определенных акустических частотах, и от этого, мы картируем назад к звуку».Pasely посмотрел на две вычислительных модели, чтобы найти, как разговорные звуки имели отношение к структурам мозговой активности в электродах.
Он тогда сделал, чтобы пациенты слушали одно слово, и использовал вычислительные модели, чтобы определить слово, полученное из электродных записей.Пэсли сказал, что этот тип исследования подобен тому, как пианист знает ключи фортепьяно достаточно, что он может посмотреть на ключи, которых другой пианист касается, и не слыша музыку, может фотоснимок или «слышать» его в его голове.Он решил, что метод, который работавший лучше всего мог фактически дублировать звук, столь подобный оригиналу, что команда могла правильно идентифицировать слово.Он заявляет:«Мы думаем, что были бы более точными с часом слушания и записи и затем повторения слова много раз».
Однако он решил только проверить модели с помощью отдельного слова, потому что любая машина, используемая для этого в первый раз, должна будет иметь 100%-ю точность.Найт добавил:«Это исследование является существенным шагом к, понимают, какие особенности речи представлены в человеческом мозгу. Анализ Брайана (Pasely) может воспроизвести звук, который услышал пациент, и Вы можете фактически признать слово, несмотря на то, что не на совершенном уровне».Рыцарь завершает:«С нейропротезированием люди показали, что возможно управлять движением с мозговой активностью.
Но та работа, в то время как не легкий, относительно проста по сравнению с восстановлением языка. Этот эксперимент берет ту более раннюю работу к совершенно новому уровню».«В некоторый момент мозг должен извлечь далеко всю эту слуховую информацию и просто картировать ее на слово, так как мы можем понять речь и слова независимо от того, как они звучат.
Большой вопрос, Какова самая значащая единица речи? Слог, телефон, фонема?
Мы можем проверить эти гипотезы с помощью данных, которые мы получаем от этих записей».Он полагает, что это впечатляющее исследование может привести ко многим выдающимся медицинским открытиям, например, вообразил внутренние словесные выражения, потому что научное исследование показывает что, когда люди, которых просят предположить произносить слово, определенные части их мозга фактически, «произносит» слово.Эпизод 2 Подкаста Биологии PLoS: Расшифровка речи от человеческого мозга