Interfața creier-calculator traduce activitatea cerebrală a pacientului cu scleroză laterală amiotrofică în cuvinte rostite

Un studiu recent a demonstrat că implanturile pe termen lung ale interfeței creier-computer (ICB) pot sintetiza cuvinte inteligibile din activitatea cerebrală a pacienților cu scleroză laterală amiotrofică (SLA), reușind să facă 80% dintre cuvintele sintetizate să fie recunoscute corect de ascultătorii umani. Aceasta indică viabilitatea sintezei vorbirii folosind ICB în cazul pacienților cu SLA.
Studiul publicat în jurnalul Scientific Reports a inclus un pacient mascul cu SLA, în vârstă de 60 de ani, care a fost înrolat într-un studiu clinic și a primit implanturi cu electrozi subdurali și un pedestal Neuroport. Sinteza vorbirii a fost realizată prin decodarea semnalelor electrocorticografice înregistrate în timpul producției de vorbire manifestă, din regiunile corticale asociate cu articulația și fonația. A fost folosit un vocabular închis de șase cuvinte-cheie, pe care pacientul le putea produce individual cu o inteligență ridicată.

Sistemul ICB a folosit trei rețele neuronale recurente pentru a identifica activitatea neurală legată de vorbire, a transforma secvențele de activitate neurală într-o reprezentare acustică intermediară și a recupera forma de undă acustică folosind un vocoder. În testele de ascultare cu vorbitori nativi de engleză, cuvintele sintetizate au fost identificate corect cu o acuratețe de 80%, cu unele confuzii între cuvinte similare.

Analiza a identificat ariile cerebrale importante pentru recunoașterea segmentelor de vorbire, arătând că activitatea neurală în timpul planificării vorbirii și procesării fonologice este crucială pentru prezicerea debutului vorbirii. Studiul oferă speranțe pentru îmbunătățirea calității vieții și autonomiei persoanelor care trăiesc cu condiții precum SLA, evidențiind potențialul tehnologiei ICB implantate ca mijloc de comunicare pentru indivizii a căror vorbire se deteriorează.

sursa: News Medical
foto: Prezentare generală a sintetizatorului de vorbire în buclă închisă. (A) Activitatea neuronală este dobândită dintr-un subset de 64 de electrozi (evidențiați cu portocaliu) din două rețele de electrozi 8 × 8 ECoG care acoperă zonele senzoriomotorii pentru față și limbă și pentru regiunile membrelor superioare. (B) Sintetizatorul de vorbire în buclă închisă extrage caracteristici high-gamma pentru a dezvălui corelații neuronale legate de vorbire ale încercărilor de producere a vorbirii și propagă fiecare cadru la un model de detectare a activității vocii neuronale (nVAD) (C) care identifică și extrage segmente de vorbire (D) ). Când participantul termină de rostit un cuvânt, modelul nVAD transmite activitatea high-gamma a întregii secvențe extrase la un model de decodare bidirecțională (E) care estimează caracteristicile acustice (F) care pot fi transformate într-un semnal acustic de vorbire. (G) Discursul sintetizat este redat ca feedback acustic. Scientific Reports

Data actualizare: 10-05-2024 | creare: 10-05-2024 | Vizite: 710

Bibliografie

Brain-computer interface translates ALS patient's brain activity into spoken words, link: https://www.news-medical.net/news/20240508/Brain-computer-interface-translates-ALS-patients-brain-activity-into-spoken-words.aspx

Angrick, M., Luo, S., Rabbani, Q. et al. Online speech synthesis using a chronically implanted brain–computer interface in an individual with ALS. Sci Rep 14, 9617 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-60277-2

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

Organoidele cerebrale: o nouă eră de cercetare pentru schizofrenie, autism, Alzheimer și alte boli neurologice

Bolile neurologice afectează peste un miliard de persoane la nivel global, iar tulburările de neurodezvoltare au ...

Expunerea la solvenți afectează pe termen lung funcțiile creierului

Un număr ridicat de angajați lucrează, la nivel mondial, într-un mediu industrial, fiind expuși zilnic la...

Dorința de a lucra nu este statică și depinde de ritmurile fluctuante ale oboselii

Motivația unei persoane de a lucra depinde de modul în care creierul procesează oboseala, conform concluziilor u...

Potențialul ultrasunetelor de a trata unele dintre afecțiunile cele mai complexe care afectează creierul uman
Echilibrul potrivit în rutina de somn ar putea fi cheia prevenirii declinul cognitiv
Somnul de calitate scade riscul de boli cardiovasculare și accident vascular cerebral
Diabetul zaharat tip 2 și prediabetul, legate de îmbătrânirea accelerată a creierului

Din Biblioteca medicală vă mai recomandăm:

Scleroza laterala amiotrofica

Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:

Un implant unic le permite bolnavilor de scleroză laterală amiotrofică (ASL) să comunice

O echipă de cercetători de la Centrul Medical Universitar Utrecht din Olanda a anunțat în revista New England J...

S-a descoperit un tratament care ar putea salva funcția neuronilor motori în scleroza laterală amiotrofică (SLA)

Scleroza laterală amiotrofică este o afecțiune neurodegenerativă care afectează celulele nervoase din creier �...

Medicament experimental folosit cu succes împotriva unei mutații asociată cu scleroza laterală amiotrofică

Folosind un medicament experimental, cercetătorii au reușit să suprime o genă mutantă a sclerozei laterale ami...

Transplantul de măduvă osoasă poate fi un tratament eficient pentru scleroza laterală amiotrofică

Inflamația cerebrală ar putea reduce sau inversa simptomele sclerozei laterale amiotrofice

Depozitarea substanțelor chimice în garajul de lângă casă crește riscul de scleroză laterală amiotrofică

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum