Биология

Сигналы мозга позволяют расшифровать внутреннюю речь

Ученые выяснили, какие сигналы активности нейронов позволяют распознать внутренний монолог человека. Эти данные помогут создать устройства коммуникации для людей с расстройствами речи.

Многие заболевания могут лишить человека возможности говорить. Однако больные часто сохраняют способность к внутренней речи, они могут проговаривать про себя слова и предложения. Нейробиологам из Женевского университета удалось выявить сигналы мозга, связанные с внутренней речью. В дальнейшем эти результаты можно будет использовать для создания интерфейсов, которые помогут общаться людям с речевыми расстройствами. Статья опубликована в журнале Nature Communications.


Расшифровка устной речи по активности нейронов не представляет собой очень сложную задачу. Звуки, которые произносит человек, легко связать с сигналами его мозга, наблюдаемыми в конкретный момент времени, и на полученных данных обучить алгоритм искусственного интеллекта. Совсем не так просто дело обстоит с внутренней речью. Ведь ученые не располагают точной информацией о последовательности слов и скорости их внутреннего воспроизведения. При воображаемой речи активные области мозга малочисленны, а сигналы нейронов гораздо слабее, чем при устной речи.


Для того чтобы распознать их, исследователи прибегли к методу электрокортикографии, при котором электроды, фиксирующие электрическую активность нейронов, накладываются прямо на кору головного мозга. Это позволяет получить менее шумные сигналы, чем при использовании электроэнцефалографии (ЭЭГ), когда электроды размещены на коже головы. Имплантировать электроды в мозг человека можно только по медицинским показаниям. Поэтому в исследовании приняли участие 13 пациентов с эпилепсией, в мозг которых уже были введены электроды для локализации эпилептогенных зон.


В ходе эксперимента каждый участник произносил слова вслух, а затем повторял их, используя только внутренний голос. В это время ученые наблюдали за электрической активностью нейронов, оценивали частоту ритмов и определяли активные зоны. Высокие частоты ритмов мозга (80–150 Гц) давали больше информации при декодировании устной речи, однако оказались бесполезны при расшифровке внутреннего диалога. Для этого лучше подошли, напротив, низкие частоты. Кроме того воображаемая речь была связана с бета-ритмом (12–18 Гц).


По сигналам мозга во время устной речи можно было хорошо распознать артикуляцию, ученые наблюдали повышенную активность в отделах мозга, отвечающих за механическое воспроизведение звуков. При этом внутренняя речь лучше кодировала восприятие и фонетические характеристики слов. Оба типа речи задействовали обширную область мозга в левом полушарии, связанную с языком, обработкой слуховой информации и памятью, особенно ее височную часть, где находится зона Вернике, отвечающая за восприятие слов и языковых символов. Полученные данные позволят создать алгоритмы для расшифровки внутренней речи человека по активности нейронов, а в дальнейшем и мозг-компьютерные интерфейсы, которые помогут коммуницировать людям с речевыми расстройствами.

Комментарии

  • О, а со временем может научатся и на расстоянии внутренний диалог читать. Китайский Винни-Пух в предвкушении потирает руки, какой простор для усовершенствования системы большого брата в КНР. Впрочем, вряд ли китайская диктатура так долго протянет, чтоб успеть воспользоваться этим ноу-хау.

    • Все же психиатрия в России не дорабатывает.
      Люди, с откровенно параноидальными наклонностями, остаются без лечения.

      • Сочувствую, что вам не удаётся получить лечения, которое вы хотите, но зачем на это жаловаться в комментариях к страницам научно-популярного портала?

    • Комментарий удален пользователем или модератором...

      • Не знаю, о какой диктатуре грезят хомячки, но как по мне вполне себе обычная диктатура там. С геноцидом, репрессиями за инакомыслями и прочими "прелестями", знакомыми нам по диктатурами прошлого.

        • Комментарий удален пользователем или модератором...

          • Кого это в Китае геноцидят?

            Вы шутите или правда не знаете?
            https://en.wikipedia.org/wiki/Uyghur_genocide

            Да и репрессии за инакомыслие с началом экономической либерализации превратились в не-пойми-что-за-дребедень,

            Я имею в виду систему "большого брата", которую начали разворачивать значительно позже старта экономической либерализации.

          • Вы таки верите всему что написано в той статье? 😲 Даже вот в программу "совместный сон" когда правительство повелело китайским чиновникам спать в постелях с уйгурскими женщинами? 😊 А отказ от такой практики "ведет к заключению в концлагерь" 😂

          • Не знаю, насчёт конкретно этого вопроса не разбирался. Но что тут такого невероятного? Кто бы в 1937 году мог поверить, что людей будут травить газом в промышленных масштабах и сжигать в печах, как уголь на заводах. Мы сейчас в это верим, потому что знаем: так и было. Но без знания поверить было бы сложно.

          • Комментарий удален пользователем или модератором...

          • Опять же, если мне ни с кем не изменяет память, уйгуры своими сепаратизмами достали всю округу ещё до того, как им завинтили гайки.

            То есть вы хотите сказать, что если народ пытается реализовать своё право на самоопределение, то это достаточный повод устроить этому народу геноцид?

            Над этой самой системой сами же китайцы изгаляются радостно хохоча.

            В каком смысле? Вы хотите сказать, что эта система не работает, наподобие qr-кодов в России? А приведите, пожалуйста, источники такой информации.

          • Каталонию вам напомнить? И чем теперь занят лидер самоопределенцев Карлес Пучдемон который всерьез поверил что ему дадут реализовать это право? )) Насколько помню он сейчас лишен постов и званий, чудом избежал тюрьмы и находится под подпиской о невыезде.
            https://www.bbc.com/russian/news-58673354

          • В КНР никаких демократических методов нет, поэтому не очень понятно, пытался ли кто-то в Синьцзяне их использовать или нет.
            Но меня другое смущает в ващем сообщении. Как будто вы утверждаете, что если отдельные представители некоторого народа совершают теракты, то это оправдывает геноцид такого народа? Я правильно вас понял?

          • Я не слишком верю сообщениям что геноциду там подвергается вот прямо весь уйгурский народ, а не "отдельные" его радикальные представители. Которых надо признать довольно много. С тем же успехом можно заявлять о геноциде в Каталонии где тоже прошли массовые протесты и надо думать самых буйных посадили или подвергли иным наказаниям.
            https://www.cbsnews.com/news/catalan-riots-tens-of-thousands-protesters-face-off-against-police-in-third-night-of-demonstrations/

          • Что ж, всякое бывает. В нацистские лагеря смерти даже до сих пор не все верят.

          • Ну вы однако загнули. Был период в послевоенной истории, когда в нацистские лагеря смерти не верили прежде всего сами немцы. До череды громких процессов случившихся в 60-х эту тему было принято замалчивать.
            А что там кстати с "геноцидом" в Казахстане, где по результатам "протестов" говорят про сотни убитых, тысячи задержанных, а среди силовиков прокатилась волна загадочных самоубийств?

          • Был период в послевоенной истории, когда в нацистские лагеря смерти не верили прежде всего сами немцы. До череды громких процессов случившихся в 60-х эту историю было принято замалчивать.

            Не знал. Интересная информация, поищу в интернетах.

          • Навскидку фильм "В лабиринте молчания" основан на реальных событиях, главгер играет настоящего прокурора с подачи которого и начались "освенцимские процессы" в Германии.
            https://www.dw.com/ru/%D0%BD%D0%B5%D0%BC%D1%86%D1%8B-%D1%81%D1%83%D0%B4%D1%8F%D1%82-%D0%BD%D0%B5%D0%BC%D1%86%D0%B5%D0%B2-%D1%84%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%BC-%D0%BE-%D0%BF%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D1%87%D0%B0%D1%85-%D0%BE%D1%81%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BC%D0%B0-%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D1%83%D0%B5%D1%82-%D0%BD%D0%B0-%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%B0/a-18043199

          • VPN в Китае работают. Хоть и не так легко как в России, где серваки блокируют довольно вяло. В статье приведены ссылки даже на бесплатные (и хорошо известные) сервисы такие как WindScribe и Hotspot. Сам иногда пользуюсь для попадания на украинские сайты )) или какой-нибудь Linkedinhttps://ru.vpnmentor.com/blog/5-%D0%BB%D1%83%D1%87%D1%88%D0%B8%D1%85-vpn-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%B9%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D0%BA%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%8F/

          • У нас тоже все постоянно блокируют как и в Китае,блокируют впн и хотят сделать блокировку как в Китае,только технологии для этого нужны как в Китае в том числе.По поводу ВПН я лично смотрю какие рабочие VPN в России и читаю отзывы https://ratingvpn.com/