Устройство интерфейса «мозг-машина» предсказывает внутреннюю речь

Новое исследование Калтеха показывает, как устройства, имплантированные в мозг людей, называемые интерфейсами мозг-машина (ИММ), могут однажды помочь пациентам, потерявшим способность говорить. В новом исследовании, представленном на конференции Society for Neuroscience 2022 в Сан-Диего, ученые продемонстрировали, что они могут использовать BMI для точного предсказания того, какие слова участник с тетраплегией просто думает, а не говорит или имитирует.

«Возможно, вы уже видели видеоролики о том, как люди с тетраплегией используют ИМТ для управления роботизированными руками и кистями, например, чтобы взять бутылку и пить из нее или съесть кусочек шоколада, — рассказывает Сара Вандельт, аспирантка Калтеха в лаборатории Ричарда Андерсена, профессора Джеймса Босвелла, нейробиолога и директора Центра интерфейса мозг-машина Тяньцяо и Крисси Чен в Калтехе. — Эти новые результаты многообещающи в области языка и коммуникации. Мы использовали ИМТ для восстановления речи». 

Предыдущие исследования имели определенный успех в предсказании речи участников путем анализа сигналов мозга, записанных из моторных зон, когда участник шептал или имитировал слова. Но предсказать, о чем человек думает, то есть внутренний диалог, гораздо сложнее, поскольку он не сопровождается никакими движениями, объясняет Вандельт.

Новое исследование является самым точным в предсказании внутренних слов. В этом случае сигналы мозга записывались с отдельных нейронов в области мозга под названием супрамаргинальная извилина, расположенной в задней теменной коре. В предыдущем исследовании ученые обнаружили, что эта область мозга представляет произносимые слова.

Теперь команда распространила свои выводы на внутреннюю речь. В ходе исследования ученые сначала обучили устройство BMI распознавать модели мозга, создаваемые при произнесении или мысленном произнесении определенных слов участником с тетраплегией. Этот период обучения занял около 15 минут. Затем они выделили слово на экране и попросили участника произнести это слово про себя. Результаты показали, что алгоритмы BMI смогли предсказать восемь слов с точностью 91 процент.

Работа пока предварительная, но она может помочь пациентам с травмами мозга, параличом или такими заболеваниями, как боковой амиотрофический склероз (БАС), которые влияют на речь.

Исследователи также отмечают, что ИМТ не могут быть использованы для чтения мыслей людей; устройство должно быть обучено на мозг каждого человека отдельно, и они работают только тогда, когда человек сосредоточен на слове.

Эксклюзивный перевод*

Фото: forum.arizona-rp.com

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Музыкальные способности Людвига ван Бетховена остались загадкой для генетиков

6 Интернет-портал Current Biology опубликовал результаты исследования международной группы ученых из Института эмпирической эстетики Макса …