- DMN inf.
- Teksto dydis:
- Spausdinti
Implantavę specialius elektrodus į „uždaryto viduje sindromo“ (angl. locked-in syndrome) paveikto žmogaus smegenis, mokslininkai pademonstravo sistemą neuronų signalams perduoti belaidžiu būdu į kalbos sintezatorių.
Minties konvertavimo į kalbą procesas trunka apie 50 milisekundžių - tiek pat laiko savo mintis reikšdamas žodžiais užtrunka ir neparalyžiuotas neurologiškai sveikas žmogus, rašo technologijos.lt.
Šis tyrimas yra pirmasis sėkmingas atvejis, kai pademonstruotas veikiantis nuolatos implantuotas belaidžio ryšio implantas, realiu laiku kontroliuojantis išorinę elektroninę įrangą. Tyrimui vadovavo Bostono universiteto (JAV) neurologas Frankas Guentheris, kuris eksperimentus vykdė kartu su Harvardo universiteto ir Masačiusetso technologijų instituto mokslininkais. “Mūsų rezultatai rodo, jog naudodamasis smegenų ir mašinos sąsaja, vartotojas gali tiesiogiai kontroliuoti išvedamą garsą, ir kad jam nebereikia naudoti palyginti lėto spausdinimo klaviatūra proceso", F.Guentheris sakė interviu portalui „PhysOrg.com“.
Tyrimo metu mokslininkai naująją technologiją išbandė su savanoriškai sutikusiu dalyvauti 26 metų amžiaus vyru, patyrusiu galvos smegenų žievės insultą. Insultas pažeidė smegenų kanalą, atsakingą už ryšį tarp judesius valdančių motorinių neuronų ir likusios smegenų dalies. Nors jo sąmonė ir pažintiniai gebėjimai nenukentėjo, jis yra visiškai suparalyžiuotas ir gali tik lėtai judinti akis vertikaliai kryptimi. Ši reta būsena yra vadinama „uždaryto viduje sindromu“. Prieš penkerius metus, kai eksperimento dalyviui buvo 21 metai, mokslininkai implantavo elektrodą netoli ribos, skiriančios kalbinę smegenų sritį ir kairiąją ventralinę motorinę smegenų žievės dalį (angl. left ventral premotor cortex).
Pamažu prie elektrodo priaugo neuronai, ir praėjus 3-4 mėnesiams jie jau pradėjo perduoti signalus elektrodų laidams. Praėjus trims metams po implantavimo, mokslininkai ėmėsi testuoti smegenų ir mašinos sąsaja, kuri skirta kalbai sintezuoti realiu laiku. Sistema yra „telemetrinė“ - jai nereikia jokių jungčių ar laidų, išlendančių pro žmogaus odą - taip eliminuojama infekcijos rizika. Vietoj to, elektrodai sustiprina ir konvertuoja neuronų signalus į dažninės moduliacijos (FM) radijo bangas.
Šie signalai belaidžiu būdu perduodami per skalpą į dvi rites, kurios prie žmogaus galvos pritvirtintos naudojant vandenyje tirpią pastą. Ritės suveikia kaip priimančioji radijo bangų antena. Implantuotam elektrodui energiją tiekia indukcinis ryšys tarp maitinimo šaltinio ritės (kuri taip pat tvirtinama prie galvos) ir elektrodo priimančiosios ritės.
Galiausiai signalai perduodami į elektrofiziologinę įrašymo sistemą, kuri signalus suskaitmenina ir surūšiuoja. Atskirtos charakteringos signalo dalys, nešančios reikiamą informaciją, siunčiamos į neuralinį dekoderį - specialią programą, veikiančią asmeniniame kompiuteryje. Šios programos suformuotas signalas perduodamas į programinį kalbos sintezatorių, veikiantį tame pačiame kompiuteryje. Kol kas sistema sėkmingai išbandyta tik su trimis balsėmis. Visas konvertavimo procesas vidutiniškai trunka 50 milisekundžių.
Mokslininkai įsitikinę, jog patobulinus sistemą, bus galima atkurti ir priebalses. Signalams perduoti buvo naudojamas vienas trijų kontaktų elektrodas, o tai reiškia, jog panaudojus papildomus elektrodus ir jais fiksuojant kelių smegenų sričių generuojamus impulsus bei pritaikius patobulintą dekodavimą, būtų galima sukurti sparčiai ir tiksliai veikiantį kalbos sintezatorių, galintį atkurti platų garsų diapazoną. „Artimiausiuose planuose esame numatę sintezatorių, kuris gali atkurti tiek balses, tiek priebalses, ir tuo pačiu kuris būtų paprastas naudoti“, sako F.Guentheris. – „Mes taip pat tobuliname techninę dalį ir siekiame gerokai padidinti elektrodais aprėpiamą neuronų skaičių, o tai turėtų stipriai padidinti sistemos veikimo efektyvumą“.
Apskritai vertinant, šis darbas žymį svarbų pasiekimą kuriant neuroninius protezus. Sukurtas aparatas nereikalauja sudėtingos išorinės įrangos, išskyrus bevielį imtuvą ir nešiojamą kompiuterį. Ankstesnės smegenų ir mašinos sąsajos, skirtos komunikacijai, yra labai lėtos ir sugeba atkurti vos vieną žodį per minutę. Naujoji sistema turi potencialią galimybę užtikrinti realaus laiko pokalbį ir gali iki minimumo sumažinti stiprų paralyžių patyrusių žmonių socialinę izoliaciją.
Kalbai sintezuoti skirtos smegenų ir mašinos sąsajos schema. Insulto sukeltas pažeidimas (raudonas kryželis) sutrikdo kalbos funkciją, tačiau motorinis kalbos planavimo centras smegenų žievėje išlieka sveikas. Elektrodais surinkti kalbiniai signalai sustiprinami ir per skalpą siunčiami bevieliu būdu, radijo bangomis.
NAUJAUSI KOMENTARAI
SUSIJĘ STRAIPSNIAI
-
Įspėjamieji pranešimai telefone: kodėl gauna ne visi?9
Ne visi gyventojai gauna įspėjamuosius pranešimus. Net ir tada, kai jiems tai gali būti gyvybiškai svarbu – pavyzdžiui, kad netoliese dega daugiabutis, artėja orų stichija ar kokia nelaimė Astravo atominėje elektrinėje. Apie tai, k...
-
Astronomai atrado didžiausią juodąją skylę Paukščių take
Antradienį paskelbtame moksliniame darbe nurodoma, kad astronomai nustatė didžiausią ligi šiol atrastą juodąją skylę Paukščių take, kurios masė ura 33 kartų didesnė nei Saulės. ...
-
Išvyskite: kaip atrodė Saulės užtemimas iš kosmoso
Pirmadienį įvyko retas ir visiškas Saulės užtemimas, kuris praslinko per Šiaurės Ameriką. Mokslininkai sako, kad dėl šio užtemimo galės surinkti neįkainojamų duomenų apie daugelį dalykų – nuo saulės atmosferos iki keis...
-
Rusija jau antrą dieną iš eilės atšaukė raketos paleidimą15
Trečiadienį, jau antrą dieną iš eilės, Rusija paskutinę minutę atšaukė raketos paleidimą. Tai dar viena šalies kosmoso programos nesėkmė. ...
-
Būdamas 96-erių mirė Nobelio premijos laureatas britų fizikas P. Higgsas
Būdamas 96-erių mirė britų fizikas Peteris Higgsas (Piteris Higsas), laimėjęs Nobelio premiją už „dieviškosios dalelės“ – Higso bozono, paaiškinančios masės egzistavimą – atradimą, antradienį pranešė ...
-
Medikus keičia dirbtinis intelektas: užstrigus kamerai – gyvybę kainuojančios klaidos?2
Rastas receptas, kaip užpildyti trūkstamas medikų darbo vietas. Taivane žmonių gyvybes gelbėja bei sveikata rūpinasi robotai ir dirbtinis intelektas. Tačiau tokia technika kol kas visiškai pasitikėti negalima. Ji jau padarė gyvybę kainuojan...
-
„Tesla“ planuoja rugpjūtį pristatyti robotaksi1
Elonas Muskas (Ilonas Maskas) pranešė, kad jo kontroliuojama elektromobilių gamintoja „Tesla“ šią vasarą pristatys robotaksi, o ši žinia pasirodė tuo metu, kai savavaldžių transporto priemonių diegimas dėl saugumo pro...
-
Iš orbitinės stoties į Žemę sugrįžo amerikietė, baltarusė ir rusas6
Iš Tarptautinės kosminės stoties (TKS) į Žemę sugrįžo amerikiečių astronautė Loral O'Hara, baltarusė Marina Vasilevskaja ir rusų kosmonautas Olegas Novickis. Juos parskraidinusi „Sojuz“ kapsulė nusileido Kazachstano stepėje...
-
Kova su piratavimu Lietuvoje: ar pasiteisino įvestos baudos?4
Norintiems piratauti Lietuvoje tampa vis sunkiau. Lietuvos radijo ir televizijos komisija (LRTK) sako, kad pernai įvestos baudos pažeidėjus pamažu atbaido. ...
-
Pirmieji telefonai: tokių dabar tikrai nesinešiotumėte rankinėje15
Mobilųjį telefoną dabar turi kone kiekvienas. Telefonu žmonės ne tik skambina ar rašo žinutes, dažniausiai telefonas atstoja kur kas daugiau prietaisų. Jame integruota kamera, navigacija ir kitos plačiai naudojamos programos. Balandžio 3-ąj...