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.
Telegram 
Дзен 
VK Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Современные авиационные материалы должны быть легкими и сверхпрочными, чтобы выдерживать высокие нагрузки. Для этого в основной металл добавляют другие металлы — их называют легирующими элементами. Они помогают создать сложную внутреннюю структуру: микроскопические кристаллы (зерна), границы между ними и мелкие включения. Именно эти включения могут значительно повысить прочность сплава. Ученые Пермского Политеха создали математическую модель, которая показывает, как такие частицы влияют на поведение материала и внутри зерен, и на их границах. Реакция сплава на экстремальные нагрузки зависит от того, как расположены элементы структуры, а также от размера и состава включений. Модель поможет ускорить разработку новых сплавов: инженеры смогут заранее, на этапе проектирования, оценивать поведение материала и подбирать структуру, которая обеспечит нужные прочность, пластичность и долговечность.
Шведские и испанские биологи выяснили, что жизненный цикл красношейных козодоев строго подчиняется фазам Луны. В полнолуние эти ночные птицы активно охотятся и набирают вес, а в темные ночи новолуния сталкиваются с дефицитом энергии и впадают в легкое оцепенение. Колебания освещенности управляют не только ежедневным метаболизмом птиц, но и датами сезонных миграций и размножения.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии