Teknologi baru dapat membantu orang yang mengalami kelumpuhan untuk bercakap lagi
Para saintis hampir merancang teknologi yang menggunakan arahan pengekodan otak dan kawalan otot untuk membolehkan orang yang kehilangan daya pertuturan akibat kelumpuhan untuk bercakap lagi.
Penyelidikan terbaru yang diketuai oleh Northwestern University di Evanston, IL, mendapati bahawa otak menghasilkan bunyi pertuturan dengan cara yang serupa dengan bagaimana ia mengawal pergerakan tangan dan lengan.
Penemuan ini mendekati hari ketika orang yang lumpuh - seperti individu dengan "sindrom terkunci" - akan dapat bercakap melalui "antara muka otak-mesin" dengan hanya mencuba mengucapkan kata-kata.
Kertas kerja sekarang terdapat di Jurnal Neurosains.
Pasukan meramalkan teknologi menggunakan pengekodan suara otak sendiri bersama dengan perintah yang mengawal otot di bibir, lidah, lelangit, dan kotak suara untuk menghasilkannya.
Lebih ‘intuitif’ daripada teknologi Hawking
Sistem seperti itu, penulis menjelaskan, akan lebih "intuitif" daripada yang digunakan oleh ahli fizik terkenal Stephen Hawking, yang meninggal awal tahun ini pada usia 76 tahun.
Hawking menghidap penyakit langka yang disebut amyotrophic lateral sclerosis yang membuatnya lumpuh dan tidak dapat bercakap secara semula jadi sepanjang hayatnya.
Namun, berkat antara muka komputer yang dapat dikendalikannya dengan menggerakkan pipinya, dia dapat menulis perkataan dan ayat yang kemudian dibacakan oleh synthesizer ucapan.
Walaupun kaedah ini menjalankan tugas, lambat dan sukar dilakukan. Bukan mengartikulasikan ucapan bahawa otak menyandikan dan menghantar ke otot-otot yang mengeluarkan suara.
Sebaliknya, ia memerlukan orang itu melalui proses yang lebih serupa dengan penulisan; mereka harus memikirkan, misalnya, tentang bentuk tulisan dan kalimat yang ingin mereka sampaikan, bukan hanya bunyi mereka.
‘Fonem dan isyarat artikulasi’
Kajian ini mengejar model produksi pertuturan yang ada dalam dua bahagian: perumusan fonem, dan "isyarat artikulasi."
Yang pertama adalah proses hierarki memecah kalimat, frasa, perkataan, dan suku kata menjadi bunyi individu, atau fonem. Yang kedua adalah penghasilan mereka melalui kawalan otot yang mengartikulasikan saluran vokal. Sehingga karya ini, tidak diketahui bagaimana otak sebenarnya merancang dan menggambarkannya.
"Kami membuat hipotesis," kata penulis kajian kanan Dr. Marc W. Slutzky, seorang profesor neurologi dan fisiologi bersekutu, "kawasan motor otak otak akan mempunyai organisasi yang serupa dengan bidang otak otak."
Dia melanjutkan untuk menjelaskan bahawa mereka mengenal pasti dua bidang otak yang terlibat dalam produksi pertuturan, melaporkan, “Korteks presentral mewakili gerak isyarat pada tahap yang lebih besar daripada fonem. Korteks frontal inferior, yang merupakan kawasan pertuturan tahap tinggi, mewakili fonem dan gerak isyarat. "
Dia dan rakan-rakannya membuat penemuan itu semasa mengkaji aktiviti otak pada orang yang mempunyai elektrod yang ditanamkan di otak mereka ketika mereka menjalani pembedahan untuk membuang tumor. Pesakit harus sedar semasa pembedahan kerana mereka harus membaca kata-kata dari skrin.
Penulis menerangkan:
"Penemuan ini menunjukkan bahawa produksi pertuturan mempunyai struktur organisasi kritikal yang serupa dengan pergerakan bahagian badan yang lain."
"Ini mempunyai implikasi penting," mereka menyimpulkan, "baik untuk pemahaman kita mengenai produksi ucapan dan untuk reka bentuk antara muka otak-mesin untuk memulihkan komunikasi kepada orang yang tidak dapat berbicara."
Berdasarkan hasilnya, mereka sekarang merancang untuk membangun algoritma antara muka otak-mesin yang, serta isyarat penyahkodan, juga dapat membentuk kata-kata dengan menggabungkannya.
