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        大腦模式可以預(yù)測單詞和音節(jié)的語音
        
			
        
				2019-12-11 15:12:21
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        eLife今日發(fā)表的新發(fā)現(xiàn)表明，先前被認為主要在手和手臂運動過程中活躍的大腦運動皮層神經(jīng)元，在講話過程中也會以類似于與這些運動相關(guān)的大腦活動模式的方式亮起。
        

        通過證明有可能從神經(jīng)活動的模式中識別出不同的音節(jié)或單詞，這項研究提供了一些見解，這些見解可以潛在地用于恢復(fù)失去說話能力的人的聲音。
        

        大腦模式可以預(yù)測單詞和音節(jié)的語音
        

        說話涉及人類做出的一些最精確，最協(xié)調(diào)的動作。研究它既有趣又具有挑戰(zhàn)性，因為很少有人會在說話時從大腦內(nèi)部進行測量。這項研究是BrainGate2腦機接口試驗臨床試驗*的一部分，該試驗正在測試可以與大腦“通信”的計算機設(shè)備，以幫助恢復(fù)通信并提供對義肢(如機器人手臂)的控制。
        

        研究人員通過記錄多電極陣列的大腦活動來研究語音，該陣列先前放置在參加BrainGate 2研究的兩個人的運動皮層中。這使他們能夠研究在語音過程中激活的大量神經(jīng)元放電的時機和位置，而不是一次只激發(fā)幾個。
        

        斯坦福大學神經(jīng)外科系和伍仔神經(jīng)科學研究所的博士后研究員謝爾蓋·斯塔維斯基解釋說：“我們首先問到大腦運動皮層的所謂“把手”區(qū)域中的神經(jīng)元是否活躍。 ，美國。“這似乎不太可能，因為這是一個控制手和手臂運動而不是語音的區(qū)域。但是科學文獻中的線索表明可能存在重疊。”
        

        為了測試這一點，研究小組在演講任務(wù)中記錄了參與者的神經(jīng)活動，他們聽到了10個不同的音節(jié)之一或10個不同的短詞之一，然后在聽到“ go”提示后聽到提示的聲音。在說單詞和音節(jié)時，神經(jīng)元的放電速率發(fā)生了很大變化，并且活躍的神經(jīng)元散布在研究人員記錄的運動皮層的整個部分。而且，當參與者聽到聲音時，發(fā)聲率并沒有太大變化，只有當他們說出聲音時。神經(jīng)元活動的這種變化還對應(yīng)于類似聲音的組，稱為音素，并具有臉部和嘴部運動。這表明，盡管整個運動皮層對不同身體部位的控制存在高層分離， 重疊。
        

        接下來，該團隊進行了“解碼”分析，以查看神經(jīng)元發(fā)射模式是否可以揭示有關(guān)所講特定聲音的信息。他們發(fā)現(xiàn)，通過分析近200個電極上的神經(jīng)活動，他們可以識別出參與者在說幾個音節(jié)或單詞中的哪個。實際上，對于其中一位參與者，在80%以上的病例中，對于另一位參與者，在某些情況下，神經(jīng)元活動的某些模式可以正確地預(yù)測聲音或缺乏聲音。
        

        共同資深作者，霍華德·休斯醫(yī)學研究所研究員，Hong Seh和Vivian WM Lim教授在學校的共同作者克里希納·謝諾伊(Krishna Shenoy)說：“這表明可能有可能利用這種大腦活動來理解無法說話的人想說的話。”斯坦福大學工程學院，神經(jīng)假肢轉(zhuǎn)化實驗室(NPTL)聯(lián)合主任。
        

        “通過這項研究，我們可以根據(jù)人們的大腦活動識別出他們說出的音節(jié)和單詞，這為根據(jù)患者嘗試說話時所測得的神經(jīng)活動合成或產(chǎn)生文本和語音奠定了基礎(chǔ)。” -高級作者Jaimie Henderson，John和Jene Blume-斯坦福大學神經(jīng)外科系教授兼NPTL的羅伯特和露絲·哈珀林教授。“對于無法通過實際講話提供示例數(shù)據(jù)的人們，現(xiàn)在需要進一步的工作來合成連續(xù)語音。”
        
			

			
          
        
			
        
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