Η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να βοηθήσει τα άτομα με παράλυση να μιλήσουν ξανά
Οι επιστήμονες είναι κοντά στην επινόηση τεχνολογίας που χρησιμοποιεί τις εντολές κωδικοποίησης και ελέγχου μυών του εγκεφάλου για να επιτρέψει σε άτομα που έχουν χάσει τη δύναμη του λόγου λόγω παράλυσης να μιλήσουν ξανά.
Πρόσφατη έρευνα με επικεφαλής το Northwestern University στο Evanston, IL, διαπιστώνει ότι ο εγκέφαλος παράγει ήχους ομιλίας με παρόμοιο τρόπο με τον οποίο ελέγχει τις κινήσεις χεριών και χεριών.
Το εύρημα φέρνει πιο κοντά την ημέρα κατά την οποία άτομα που έχουν παραλύσει - όπως άτομα με «κλειδωμένο σύνδρομο» - θα μπορούν να μιλούν μέσω μιας «διεπαφής εγκεφάλου-μηχανής» προσπαθώντας απλώς να λένε λέξεις.
Ένα έγγραφο για την εργασία εμφανίζεται τώρα στο Περιοδικό Νευροεπιστήμης.
Η ομάδα προβλέπει την τεχνολογία χρησιμοποιώντας την κωδικοποίηση των ήχων από τον εγκέφαλο μαζί με τις εντολές που ελέγχουν τους μυς στα χείλη, τη γλώσσα, τον ουρανίσκο και το φωνητικό κουτί για την παραγωγή τους.
Πιο «διαισθητικό» από την τεχνολογία του Hawking
Ένα τέτοιο σύστημα, εξηγούν οι συγγραφείς, θα ήταν πιο «διαισθητικό» από αυτό που χρησιμοποίησε ο διάσημος φυσικός Stephen Hawking, ο οποίος πέθανε νωρίτερα φέτος σε ηλικία 76 ετών.
Ο Χόκινγκ είχε μια σπάνια ασθένεια που ονομάζεται αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση που τον άφησε παράλυτο και δεν μπορούσε να μιλήσει φυσικά για το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του.
Ωστόσο, χάρη σε μια διεπαφή υπολογιστή που μπορούσε να ελέγξει μετακινώντας το μάγουλό του, μπορούσε να γράψει λέξεις και προτάσεις που στη συνέχεια διάβαζε ένας συνθέτης ομιλίας.
Αν και η μέθοδος κάνει τη δουλειά, είναι αργή και επίπονη. Δεν αρθρώνει την ομιλία που ο εγκέφαλος κωδικοποιεί και στέλνει στους μυς που κάνουν τους ήχους.
Αντ 'αυτού, απαιτεί το άτομο να περάσει από μια διαδικασία που μοιάζει περισσότερο με τη γραφή. Πρέπει, για παράδειγμα, να σκεφτούν τη γραπτή μορφή των λέξεων και των προτάσεων που επιθυμούν να διατυπώσουν, όχι μόνο τους ήχους τους.
«Φωνήματα και αρθρικές χειρονομίες»
Η μελέτη επιδιώκει ένα μοντέλο παραγωγής λόγου που αποτελείται από δύο μέρη: τη διαμόρφωση φωνημάτων και τις «αρθρωτικές χειρονομίες».
Η πρώτη είναι η ιεραρχική διαδικασία διάσπασης προτάσεων, φράσεων, λέξεων και συλλαβών σε μεμονωμένους ήχους ή φωνήματα. Το δεύτερο είναι η παραγωγή τους μέσω ελέγχου των μυών που αρθρώνουν το φωνητικό σύστημα. Μέχρι αυτό το έργο, δεν ήταν γνωστό πώς ο εγκέφαλος σχεδίαζε και αντιπροσώπευε αυτά.
«Έχουμε υποθέσει», σημειώνει ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Δρ Marc W. Slutzky, αναπληρωτής καθηγητής νευρολογίας και φυσιολογίας, «οι περιοχές κινητικής ομιλίας του εγκεφάλου θα έχουν παρόμοια οργάνωση με τον οπλισμό κινητικών περιοχών του εγκεφάλου».
Συνεχίζει να εξηγεί ότι εντόπισαν δύο περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην παραγωγή ομιλίας, αναφέροντας: «Ο προκεντρικός φλοιός αντιπροσώπευε χειρονομίες σε μεγαλύτερο βαθμό από τα φωνήματα. Ο κατώτερος μετωπιαίος φλοιός, που είναι μια περιοχή ομιλίας υψηλότερου επιπέδου, αντιπροσώπευε τόσο φωνήματα όσο και χειρονομίες. "
Αυτός και οι συνάδελφοί του πραγματοποίησαν τις ανακαλύψεις ενώ μελετούσαν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου σε άτομα με ηλεκτρόδια εμφυτευμένα στον εγκέφαλό τους, ενώ υποβλήθηκαν σε χειρουργική επέμβαση για την απομάκρυνση όγκων. Οι ασθενείς έπρεπε να έχουν συνείδηση κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης επειδή έπρεπε να διαβάσουν λέξεις από μια οθόνη.
Οι συγγραφείς εξηγούν:
«Αυτά τα ευρήματα δείχνουν ότι η παραγωγή ομιλίας μοιράζεται μια παρόμοια κριτική οργανωτική δομή με την κίνηση άλλων μερών του σώματος.
«Αυτό έχει σημαντικές επιπτώσεις», καταλήγουν, «τόσο για την κατανόηση της παραγωγής ομιλίας όσο και για το σχεδιασμό διεπαφών εγκεφάλου-μηχανής για την αποκατάσταση της επικοινωνίας σε άτομα που δεν μπορούν να μιλήσουν».
Με βάση τα αποτελέσματά τους, τώρα σχεδιάζουν να δημιουργήσουν έναν αλγόριθμο διεπαφής εγκεφάλου-μηχανής που, καθώς και κινήσεις αποκωδικοποίησης, θα μπορεί επίσης να σχηματίζει λέξεις συνδυάζοντάς τα.
