Електроди в голові допоможуть паралізованим

24/09/2014 0 комментария

Всупереч переможним заголовків у пресі перед нами ще не система уявної мови, але все ж гарне до неї наближення. Декілька розшифрованих слів, вимовлених людиною про себе, дають надію на спілкування для паралізованих. Заради такого прориву у зовнішній світ вони, напевно, погодяться на що завгодно, у тому числі і на розтин черепної коробки.
Вчені з університету Юти (U of U) і Вашингтона (UW) мріють зруйнувати стіну, що оточує хворого з "синдром замкненого людини" (locked-in syndrome). Внаслідок ряду ушкоджень нейронних шляхів такий пацієнт не може говорити і рухатися, хоча повністю все усвідомлює і здатний моргать.Зачастую тільки рух очей і дозволяє нещасним давати на запитання найпростіші відповіді - так чи ні. У новій роботі дослідники розширили цей примітивний словник до 10 слів. На додаток до зазначених вище це "гаряче", "холодно", "голод", "спрага", "здрастуйте", "до побачення", "більше" і "менше".
В якості піддослідного американці використовували добровольця, якому вже була зроблена тимчасова краніотомія. Цей пацієнт страждає важкою формою епілепсії. Розміщуючи електроди на корі головного мозку, медики розраховують одного разу встановити точки, що викликають напади. Подальша хірургічна операція, можливо, вирішить проблему.Ну а поки череп залишався розкритим, експериментатори скористалися нагодою, щоб вивчити інші ділянки. Фахівці вирішили, що запис картини активності нейронів розповість їм - де в мозку народжуються конкретні слова.
Раніше вже було показано, що за допомогою електроенцефалограми, знімається "мозковий шапкою", можна успішно управлятися з настільною грою, з'єднувати мозок з мозком, грати в оркестрі і командувати андроїдом. Але в тих випадках прилади розташовувалися зовні людини. Фізичне проникнення під черепну коробку здатне дати дослідникам більше інформації.
Важливо, що для свого досвіду вчені використовували раніше створений в університеті Юти "дбайливий" масив микроэлектродов (microECoG) для электрокортикографии (вони і показано на знімку вище). Ці пристрою не проникають у мозок, а лежать на його поверхні і відчувають потенціал поля, що формується нейронами.А ще нові електроди набагато менше використовувалися раніше і відстоять один від одного на відстані всього в один міліметр, що дозволяє реєструвати сигнали з більш високою вибірковістю.
Дослідники помістили два масиву по 16 таких микроэлектродов (квадратики 4 х 4) у дві зони мозку. Перша - лицьова моторна кора, яка керує рухами рота, губ, язика, загалом м'язів, що беруть участь у мовленні. Друга - зона Верніке, що пов'язана зі сприйняттям і розпізнаванням слів (вона працює при проголошенні їх самою людиною).У протягом чотирьох днів поспіль з хворим проводили по годині занять. Пацієнт вимовляв за вказівкою вчених одне з десяти слів, кожне від 31 до 96 разів. Вивчивши набір імпульсів, автори експерименту встановили для кожного слова найбільш репрезентативний малюнок активних електродів. А щоб перевірити припущення, американці провели кілька тестів на вгадування слів.
Зчитування з масиву моторної кори у відповідності з раніше опознанными наборами "індивідуальних" для кожного слова електродів дозволило вірно визначати ці самі слова в 85% випадків. Робота тільки з зоною Верніке дала лише 76% точності.
Цікаво, що комбінація сигналів з двох областей на якість визначення не вплинула. Стало бути, зона Верніке тут мало що дає. До речі, коли випробуваний вимовляв слова, його моторна кора була набагато активніше, ніж зона Верніке, а коли слухав - остання різко подключалась.Этот принцип - "підглянути, запам'ятати, порівняти" - використовувався і раніше для таких дослідів, як витяг з голів випробовуваних чисел і фотографій, побачених текстів, почутих слів, просторового положення і стилю митця.