Расшифровка речевых сигналов непосредственно из головного мозга, особенно в случаях, когда люди потеряли способность говорить из-за неврологических заболеваний — важнейшая задача для современной медицины, которая должна помочь таким людям взаимодействовать с внешним миром. Однако интерфейсы «мозг-компьютер » потенциально могут восстановить коммуникацию у таких людей, считывая нейронную активность непосредственно из коры головного мозга. Работа опубликована в журнале Nature Human Behavior.
Нейроны в супрамаргинальной извилине представляют языковые процессы. Дизайн и результаты эксперимента
Неинвазивные методы регистрации активности головного мозга, такие как фМРТ, ЭЭГ или МЭГ, не обладают необходимым временным и/или пространственным разрешением в режиме реального времени. В свою очередь инвазивные методы регистрации, таких как электрокортикография и стереоэлектроэнцефалографические глубинные матрицы, позволяют измерять нейронную активность в разных частях мозга в должном качестве.
Считается, что супрамаргинальная извилина, часть теменной коры, участвует во время производстве речи и «включена» во время внутренней речи. Так же исследования с помощью МРТ показали участие супрамаргинальной извилины в фонологической обработке.
Исследователи имплантировали электроды в мозг двух участников с тетраплегией (паралич рук и ног) и использовали интерактивную систему с замкнутым циклом для классификации их внутренней речи. Участники произносили текст из восьми слов вслух и про себя, в то время как нейрофизиологические реакции фиксировались с двух мест установки имплантатов. В ходе исследования исследователи предположили, что активность супрамаргинальной извилины и соматосенсорной коры модулируется во время вокализованной речи и что активность супрамаргинальной извилины модулируется во время внутренней речи.
В результате точность расшифровки речи про себя составила — 79% для одного и 23% для другого участника соответственно. Такие результаты показывают, что подобный способ расшифровки внутреннюю речь может обеспечить коммуникационные возможности для пациентов с тяжелыми двигательными нарушениями.
Текст: Иван Долгих
Wandelt, S.K., Bjånes, D.A., Pejsa, K. et al. Representation of internal speech by single neurons in human supramarginal gyrus. Nat Hum Behav (2024). https://doi.org/10.1038/s41562-024-01867-y