この X 線/CT スキャンは、科学者が患者の聞いている音を解読するために側頭葉に電極を配置したことを示しています。
人の脳をスキャンして、内なる対話を「聞く」ことができる日が近づいています。カリフォルニア大学バークレー校の科学者は、患者が一連の単語を聞いている間の脳活動を記録しました。彼らはその脳活動を利用して、コンピューターで単語を再構成する。この研究は、いつか脳損傷により話すことができない人々を助けるために使用される可能性がある。
神経科学者が人間の脳の活動を記録する機会に恵まれるのは、毎日ではありません。てんかん発作または脳腫瘍を患う15人の患者グループは、すでに神経学的処置を受ける予定となっていた。患者たちは全員英語を話し、この研究に志願した。脳神経外科医が頭蓋骨に穴を開けた後、研究チームは側頭葉と呼ばれる聴覚信号を処理する脳の部分に256個の電極を設置した。次に科学者らは、側頭葉の脳活動を記録しながら、一度に一つずつ患者に言葉を聞かせた。
音の聴覚的特徴は、音内のさまざまな周波数の強度を測定する、いわゆる周波数スペクトログラムによって特徴付けることができます。科学者らは、たとえば「パートナー」という単語が再生されている間の脳活動のパターンを利用して、2 番目のスペクトログラムを生成したいと考えていました。それが完璧であれば、「刺激再構成」と呼ばれるこのプロセスは、オリジナルと同一の周波数スペクトログラムを再構成することになります。しかし、側頭葉は音を処理するいくつかの脳領域のうちの 1 つにすぎないため、科学者たちは正確な再構成を期待していませんでした。
博士研究員でこの研究の筆頭著者であるブライアン・ペイズリー氏は、刺激再構築のための 2 つの異なるコンピューター モデルを考案しました。それぞれは、脳が音を処理する方法についてのさまざまな仮定に基づいて作成されました。一方のモデルは他方のモデルよりも優れており、コンピュータは 80 ～ 90% の確率で元の単語を再構築できるようになりました。
テストワードの元の周波数スペクトログラムと再構築された周波数スペクトログラムの比較。
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の勉強は最近PLOS Biologyに掲載されました。
それは、脳の損傷により話すことができない人々の耳に音楽を届けます。脳卒中や神経変性疾患などルー・ゲーリッグ病人々の言語中枢が損傷を受け、言語が障害される可能性があります。現在の研究とこれらの人々を助ける可能性との間の重要なつながりは、言葉を聞くことと言葉を考えることが同様の脳プロセスを活性化するという考えである。これが実際に当てはまることを示唆する証拠はありますが、知覚された音声と内なる音声がどのように関連しているかを正確に解明するには、さらなる研究が必要です。それでも、今回の研究は潜在的な治療法に希望を与えている。 「脳の記録と音の関係を十分に理解できれば、人が考えている実際の音を合成することも、ある種のインターフェースデバイスを使って単に世界を書き出すこともできるでしょう」とペイズリー氏は言う。バークレーニュースセンターに語った。.
ちょうど昨年、研究者たちは脳インプラントを使用して、。他の人はインプラントを使用して、。今回の研究は、ニューラルインターフェースがいつか私たちの生活を改善するために使用される可能性がある、さらに別の領域への道を切り開くものである。
[画像クレジット: Adeen Flinker、カリフォルニア大学バークレー校経由、PLOS Biology より改変]
画像1:脳波
画像2:形
ピーター・マレーは 1973 年ボストン生まれ。新皮質における遺伝子発現を研究し、メリーランド大学ボルチモア校で神経科学の博士号を取得しました。博士論文の研究に続いて、彼は同大学の博士研究員として 3 年間、痛みと運動制御の脳メカニズムを研究しました。彼は 2010 年に短篇集を完成させ、2011 年 3 月から Singularity Hub で執筆を続けています。