Ny teknologi kan hjælpe mennesker med lammelse til at tale igen
Forskere er tæt på at udtænke teknologi, der bruger hjernens kommandoer til kodning og muskelkontrol, så folk, der har mistet talekraften på grund af lammelse, kan tale igen.
Nyere forskning ledet af Northwestern University i Evanston, IL, finder ud af, at hjernen genererer talelyde på samme måde som den styrer hånd- og armbevægelser.
Fundet nærmer sig dagen, hvor mennesker, der er lammet - såsom individer med "låst syndrom" - vil være i stand til at tale gennem en "hjerne-maskine-grænseflade" ved bare at prøve at sige ord.
Et papir om arbejdet findes nu i Journal of Neuroscience.
Holdet forudser teknologien ved hjælp af hjernens egen kodning af lydene sammen med kommandoerne, der styrer musklerne i læberne, tungen, ganen og stemmeboksen for at producere dem.
Mere 'intuitiv' end Hawkings teknologi
Et sådant system, forklarer forfatterne, ville være mere "intuitivt" end det, der blev brugt af den berømte fysiker Stephen Hawking, der døde tidligere i år i en alder af 76 år.
Hawking havde en sjælden sygdom kaldet amyotrofisk lateral sklerose, der efterlod ham lammet og ude af stand til at tale naturligt det meste af sit liv.
Men takket være en computergrænseflade, som han kunne kontrollere ved at bevæge kinden, kunne han skrive ord og sætninger, som en talesynthesizer derefter læste op.
Selvom metoden gør jobbet, er det langsomt og besværligt. Det artikulerer ikke den tale, som hjernen koder og sender til de muskler, der giver lydene.
I stedet for kræver det, at personen gennemgår en proces, der er mere beslægtet med at skrive; de skal for eksempel tænke på den skrevne form af de ord og sætninger, de ønsker at formulere, ikke kun deres lyde.
'Fonemer og artikulerende gestus'
Undersøgelsen forfølger en model for taleproduktion, der er i to dele: formulering af fonemer og "artikulerende gestus."
Den første er den hierarkiske proces med at nedbryde sætninger, sætninger, ord og stavelser i individuelle lyde eller fonemer. Den anden er deres produktion gennem kontrol af muskler, der artikulerer stemmekanalen. Indtil dette arbejde vidste man ikke, hvordan hjernen faktisk planlagde og repræsenterede disse.
"Vi antog," bemærker seniorforfatter Dr. Marc W. Slutzky, lektor i neurologi og fysiologi, "talemotoriske områder i hjernen ville have en lignende organisation som at bevæge motoriske områder i hjernen."
Han fortsatte med at forklare, at de identificerede to hjerneområder, der er involveret i taleproduktion, og rapporterede: ”Den precentrale cortex repræsenterede gestik i større grad end fonemer. Den ringere frontale cortex, som er et taleområde på højere niveau, repræsenterede både fonemer og gestus. ”
Han og hans kolleger gjorde opdagelserne, mens de studerede hjerneaktivitet hos mennesker med elektroder implanteret i deres hjerner, mens de blev opereret for at fjerne tumorer. Patienterne måtte være bevidste under operationen, fordi de måtte læse ord ud fra en skærm.
Forfatterne forklarer:
"Disse fund tyder på, at taleproduktion deler en lignende kritisk organisationsstruktur med bevægelse af andre kropsdele."
"Dette har vigtige implikationer," konkluderer de, "både for vores forståelse af taleproduktion og for designet af hjernemaskine-grænseflader for at gendanne kommunikation til mennesker, der ikke kan tale."
Baseret på deres resultater planlægger de nu at opbygge en hjernemaskine-interface-algoritme, der såvel som afkodningsbevægelser også vil være i stand til at danne ord ved at kombinere dem.
