脳インプラントは、神経活動による麻痺のサイレントスピーチを再現するのに役立ちました

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Anonim
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アメリカの医師は麻痺した男性に脳インプラントを設置しました。これは運動音声ゾーンの神経信号を読み取り、コンピューターがこの活動に基づいてフレーズ全体を編集します。これまでのところ、彼の語彙は50語と少ないですが、将来的には、テクノロジーを改善し、より多くの単語でシステムをトレーニングする予定です。この研究は、ニューイングランドジャーナルオブメディシンに掲載されています。

脳卒中後の人々では、脳の中心がしばしば影響を受けます。脳の中心は、手足の動きだけでなく、発話にも関与します。話す能力の喪失が上肢および下肢の麻痺と組み合わされた場合、患者が手で制御する必要のある補助器具を使用することは困難です。アメリカの科学者たちは、音声装置の器官が動いたときに脳の活動に基づいて音声を合成することを可能にする侵襲的デコーダーデバイスのプロトタイプを開発したとすでに述べました。デバイスは最初にフレーズを声に出して話すボランティアでテストされ、コンピューターはニューロンの活性化のパターンを理解するように訓練されました。麻痺した人にとって、話す能力を失った場合、このトレーニングはより困難になります。また、そのような患者が数十年の麻痺の後、発話に関与するニューラルネットワークを活性化する能力をどの程度保持していたかも不明です。以前は、麻痺した人の個々の音を読む試みがなされましたが、彼らはまだ単語、さらにはフレーズを区別しようとはしていません。

カリフォルニア大学のエドワードF.チャンが率いるアメリカ人医師のチームは、前任者よりも野心的な目標を設定しました。科学者たちは、20歳で大規模な脳卒中を起こした麻痺した36歳の男性の個々の単語を読むようにコンピューターに教えることにしました。彼らは、スピーチの原因となる左半球の脳の運動野の表面にインプラントを装着した患者を配置しました。この場合、ニューラルネットワークは最初は話さない患者で訓練され、これには脳活動のみを使用しました。最初に、モデルはニューロンの活動を読み取ることを学習し、次に50語の語彙からフレーズの可能な継続を予測しました。したがって、シンセサイザーは個々の短いフレーズを構成しました。トレーニングプロセスは数ヶ月続きました。

一定期間のトレーニングの後、コンピューターは74.4%の時間で患者を理解しましたが、これはまだ理想からはほど遠いものです。インプラントは、1分あたり15.2語の速度で発話活動を区別することができます。テストでは、患者は自分のやり方や喉が渇いているかどうかについての簡単な質問に答えることができました。

研究者たちは、より多くの参加者を音声インプラントの臨床試験に引き付け、システムの語彙を増やし、音声認識の速度を上げることを計画しています。さらなる研究はまた、単語の読みの正確さを改善するはずです。

研究者たちは、麻痺した人々の生活の質を改善するためのさまざまな技術を開発しています。たとえば、脊髄の電気刺激は、彼らが再び歩くことを学ぶのを助けるために使用されます。

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