Sommige mensen verliezen het vermogen om te spreken als gevolg van ziekten zoals polsslag of de Amyotrofische laterale sclerose (ALS), of als gevolg van een cranioencephalic traumatisme, onder andere redenen, en hoewel er momenteel interfaces zijn die hen helpen communiceren door de cursor van een computer te besturen met de bewegingen van het hoofd of de ogen om letters en vormwoorden te selecteren, is dit een langzaam proces ( ze schrijven ongeveer acht woorden per minuut) en zijn moeilijk te leren voor de patiënt.

Nu kan een nieuwe technologische interface ontwikkeld door neurowetenschappers van de Universiteit van Californië in San Francisco (UCSF) de vaardigheid om vloeiend te communiceren dankzij een apparaat dat de hersensignalen decodeert die het ademapparaat activeren en deze informatie verstrekt aan a spraaksynthesizer dat produceert spraak.

De intracraniële elektroden die worden gebruikt om de hersenactiviteit van patiënten met epilepsie vast te leggen. Credit: UCSF
In het onderzoek dat is uitgevoerd om deze techniek te ontwikkelen, die is gepubliceerd in het tijdschrift natuur- vijf hebben meegedaan patiënten met epilepsie tot welke elektroden tijdelijk in de hersenen werden geïmplanteerd als onderdeel van hun behandeling. Deze elektroden registreren de signalen die het fonatieapparaat activeren en de wetenschappers vroegen deze mensen honderden zinnen uit te spreken om te leren deze signalen te interpreteren.

Ze decoderen de signalen die de bewegingen van het stemkanaal veroorzaken

De frases die de onderzoekers opnamen hielpen hen bij het ontwerpen van een systeem dat de hersensignalen zou decoderen die elk van de bewegingen van het vocale kanaal (van de kaak, het strottenhoofd, de lippen en de tong) veroorzaakten, zodat bij het registreren van elk concreet signaal deze tool was in staat om synthese van mondelinge taal dat kwam precies overeen met wat de hersenen wilden communiceren.

Edward Chang, hoogleraar neurochirurgie en co-auteur van het onderzoek, legde uit dat de patronen van hersenactiviteit die zich voordoen in de gebieden die betrokken zijn bij de beheersing van spraak verantwoordelijk zijn voor de coördinatie van de bewegingen van het stemkanaal, en dat ze daarom besloten hebben om een capabele technologie reproduceer de woorden rechtstreeks van die patronen.

Dit nieuwe systeem zou de snelheid verhogen waarmee mensen die hun spraak verloren hebben kunnen communiceren, vergelijkbaar met de normale mondelinge taalcadans

Met dit nieuwe systeem zou het de snelheid waarmee het mensen die hun spraak kwijt zijn, lijkend op de cadans van de normale orale taal, waarin ze worden uitgesproken met ongeveer 150 woorden per minuut, hoewel er een tijdsverloop is tussen de impuls en de reproductie van de frase met geluiden. Chang voegde toe dat de enige vereiste om deze techniek te gebruiken, is dat de spraakcentra in de hersenen van de patiënt intact zijn.

Het werk bevindt zich in de voorbereidende fase, maar de resultaten laten zien dat het mogelijk is volledige zinnen genereren gebaseerd op de hersenactiviteit van een individu en dat met de beschikbare technologie een klinisch levensvatbaar hulpmiddel kan worden ontwikkeld, zodat patiënten die het verlies van hun mondelinge taal hebben geleden vanwege een neurologisch tekort kan communiceren met behulp van een type prothese op basis van de stem van personen met deze intacte capaciteit.

Op uw televisie het juiste kanaal voor de decoder kiezen (September 2019).