Новая разработка израильских ученых позволит вернуть речь парализованным людям

Медицина и здравоохранение04 сентября 2012 года

Иследователи из хайфского Техниона сумели обнаружить в человеческом мозгу нейронную активность, непосредственно связанную с речью. Открытие может способствовать возвращению способности говорить у больных при помощи вживления в головной мозг электродов, передающих электроимпульсы мозга на специальный анализатор.

Речь идет о распознавании сигналов головного мозга при помощи структурированного кода, передающего движение нейронов в человеческом мозгу, которое можно расшифровать как человеческую речь. Иными словами, электрическую активность мозга можно "перевести", "прочесть" или "услышать".

Как сообщает израильский научный портал hayadan.org.il, исследователи смогли расшифровать слоги на основе нейронной активности, которая отвечает за речь.
Ученые из Техниона – профессор Шай Шохам и доктор Ариэль Танкус в сотрудничестве с профессором Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Ицхаком Фридом опубликовали в научном журнале Nature Communications свое исследование о путях расшифровки сигналов нейронных клеток в различных областях человеческого мозга, их движения в момент речевой деятельности. Это позволит распознать содержание речи пациентов на основе одной только электрической активности мозга. Практическим применением этого знания может стать создание интерфейса между мозгом и компьютером, с помощью которого можно наладить общение с парализованным больным.

При целом ряде заболеваний больные, сохраняя способность воспринимать информацию о внешнем мире, лишены возможности общаться с окружающими, поскольку их речь заблокирована. Человек не в состоянии озвучить свои мысли, хотя его разум функционирует. По словам профессора Шохама, задачей исследования является возвращение пациенту возможности речевого общения с окружающим миром посредством вживления электродов в мозг, декодирование электрической активности и искусственное воспроизведение звуков речи. Для этого прежде всего нужно было понять, каким образом информация, содержащаяся в слоге кодируется и выражается в электрических импульсах клеток мозга.

Исследования проводились на базе медицинского центра Калифорнийского университета, и в них принимали участие больные эпилепсией, которым вживили микроэлектроды в мозг с целью определения источника эпилептического припадка. После операции больные были госпитализированы на протяжении одной-двух недель и наблюдались на предмет возникновения спонтанных эпилептических припадков, которые записывались через электроды специальным устройством. С помощью этих же электродов ученые могли следить и за активностью в слуховой зоне. Пациентов просили произносить отдельные звуки – гласные и согласные, – слоги и более сложные сочетания звуков. Одновременно записывалась активность нервных клеток. Исследователи обнаружили наличие двух "популяций" нервных клеток, каждая из которых кодировала движение нейронов отличным от другой образом.

При изучении соотношения между активностью нервных клеток и артикуляцией, то есть работой речевых органов, удалось обнаружить и описать математическую зависимость между движением нейронов мозга и человеческой речью. Таким образом, можно охарактеризовать эти исследования как важный шаг на пути к расшифровке клеточной активности при помощи компьютера, который позволяет обеспечить высокую скорость распознавания импульсов и наладить полноценное общение с человеком, чей мозг функционирует, а речевой центр блокирован.

Читайте также:

Опрос НИИ «Вулкани»: 80% израильтян каждый день едят свежие фрукты и овощи

Израильский национальный парк Бейт-Гуврин признан ЮНЕСКО памятником мирового значения

Взгляд из внутреннего двора