Çarşamba, Nisan 17, 2024
Ana Sayfa arşiv Araştırmacılar konuşmayı beyin aktivitesinden yeniden yapılandırıyor, karmaşık sinir süreçlerini aydınlatıyor

Araştırmacılar konuşmayı beyin aktivitesinden yeniden yapılandırıyor, karmaşık sinir süreçlerini aydınlatıyor

Araştırmacılar konuşmayı beyin aktivitesinden yeniden yapılandırıyor, karmaşık sinir süreçlerini aydınlatıyor
Araştırmacılar konuşmayı beyin aktivitesinden yeniden yapılandırıyor, karmaşık sinir süreçlerini aydınlatıyor

Konuşma üretimi, araştırmacıları dilleri bağlı olarak açıklayan karmaşık bir sinirsel olgudur.

Ağız, çene ve dilde hassas kas hareketini kontrol eden karmaşık sinir bölgeleri ağını kendi sesinizi duymanın işitsel geri bildirimini işleyen bölgelerle ayırmak karmaşık bir sorundur ve gelecek nesil konuşma için aşılması gereken bir sorundur. protez üretiyor.

Şimdi, New York Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, bu ağı çözmeye yardımcı olacak önemli keşifler yaptı ve bunu, konuşma yeteneğini kaybetmiş hastaların seslerini yeniden yaratan ses yeniden yapılandırma teknolojisi oluşturmak için kullanıyor.

NYU Tandon’da Biyomedikal Mühendisliği ve NYU Grossman Tıp Fakültesi’nde Nöroloji Doçenti olan Adeen Flinker ve NYU Tandon’da Biyomedikal Mühendisliği ve Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Profesörü Yao Wang’ın ortak liderliğindeki ekip, NYU WIRELESS’ın bir üyesi, beyin kayıtlarından konuşmayı yeniden oluşturmak için karmaşık sinir ağları oluşturup kullandı ve ardından bu yeniden oluşturmayı, insan konuşmasını yönlendiren süreçleri analiz etmek için kullandı. Yeni bulgularını dergide yayınlanan yeni bir makalede detaylandırdılar.

İnsan konuşması üretimi, motor komutlarının ileri beslemeli kontrolünün yanı sıra kendi kendine üretilen konuşmanın geri beslemeli işlenmesini içeren karmaşık bir davranıştır. Bu süreçler birden fazla beyin ağının birlikte devreye girmesini gerektirir. Bununla birlikte, motor kontrolü için kortikal katılımın derecesi ve zamanlamasını, konuşma üretiminin ürettiği duyusal işleme ile birbirinden ayırmak zor olmuştur.

Yeni bir makalede araştırmacılar, konuşma üretimi sırasındaki karmaşık geri bildirim ve ileri besleme süreçlerini başarılı bir şekilde çözdüler. İnsan nöroşirürji kayıtları üzerinde yenilikçi bir derin öğrenme mimarisinden yararlanan ekip, kortikal sinyallerden konuşma parametrelerinin kodunu çözmek için kural tabanlı türevlenebilir bir konuşma sentezleyici kullandı. Araştırmacılar, nedensel (mevcut konuşmayı çözmek için mevcut ve geçmiş sinir sinyallerini kullanarak), nedensel olmayan (mevcut ve gelecekteki sinir sinyallerini kullanarak) veya her ikisinin (nedensel olmayan) bir kombinasyonunu birbirinden ayıran sinir ağı mimarileri uygulayarak, titizlikle analiz edebildiler. İleri besleme ve geri bildirimin konuşma üretimindeki katkıları.

Flinker, “Bu yaklaşım, kendi sesimizden konuşma ve duyu geri bildirimi üretirken aynı anda ortaya çıkan ileri besleme ve geri besleme sinir sinyallerinin işlenmesini çözmemize olanak sağladı” diyor.

Bu son teknoloji yaklaşım, yalnızca yorumlanabilir konuşma parametrelerinin kodunu çözmekle kalmadı, aynı zamanda işe alınan kortikal bölgelerin zamansal alıcı alanlarına ilişkin içgörüler de sağladı. Dikkat çekici bir şekilde bulgular, geri bildirim ve ileri beslemeli kortikal ağları ayıran hakim görüşlere meydan okuyor. Analizler, frontal ve temporal korteksleri kapsayan, karışık geri bildirim ve ileri beslemeli işlemenin incelikli bir mimarisini ortaya çıkardı. Olağanüstü konuşma kod çözme performansıyla birleşen bu yeni bakış açısı, konuşma üretiminin altında yatan karmaşık sinir mekanizmalarına ilişkin anlayışımızda önemli bir ilerlemeye işaret ediyor.

Araştırmacılar bu yeni bakış açısını, beyin aktivitesini okuyabilen ve doğrudan konuşmaya dönüştürebilen kendi protezlerini geliştirmek için kullandılar. Pek çok araştırmacı bu tür cihazları geliştirmek için çalışırken, NYU prototipinin önemli bir farkı var: yalnızca küçük bir veri seti kayıt kullanarak hastanın sesini dikkate değer ölçüde yeniden yaratabiliyor. Sonuç, hastaların sesini kaybettikten sonra geri alamamaları olabilir.

Bu, gizli bir işitsel alanı hesaba katan ve bir YouTube videosu veya Zoom kaydı gibi bireysel bir sesin yalnızca birkaç örneği üzerinde eğitilebilen derin bir sinir ağı sayesinde gerçekleşir.

Verileri toplamak için araştırmacılar, şu anda ilaçla tedavi edilemeyen dirençli epilepsisi olan bir grup hastayı incelediler. Bu hastalar, durumlarını izlemek için beyinlerine bir haftalık bir süre boyunca subdural EEG elektrotlarından oluşan bir ızgara implante edildi ve normal klinik elektrotların arasına ek olarak 64 daha küçük elektrot yerleştirilmesine izin verdi. Araştırmacılara, konuşma üretimi sırasında beyin aktivitesine ilişkin önemli bilgiler sağladılar.

Araştırmacılar arasında Flinker ve Wang’ın yanı sıra NYU Tandon Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden Ran Wang, Xupeng Chen ve Amirhossein Khalilian-Gourtani, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü’nden Leyao Yu, NYU Grossman Nöroloji Bölümü’nden Patricia Dugan, Daniel Friedman ve Orrin Devinsky yer alıyor. Departmanı ve Beyin Cerrahisi bölümünden Werner Doyle.

Bu makale, dil işleme için sinir kod çözücüleri ve yönlendirilmiş bağlantı modelleri geliştirmeyi amaçlayan NSF’den alınan 850.000 ABD Doları tutarındaki hibenin yanı sıra NIH’nin R01NS109367, R01NS115929 ve R01DC018805 bağışlarının sonucudur. Artık araştırmacılar, NSF Hesaplamalı Sinirbilimde İşbirlikçi Araştırma (CRCNS) programı ve Engellilik ve Rehabilitasyon Mühendisliği Programı (DARE) tarafından ortaklaşa finanse edilen bu çalışmaya devam etmek için 950.000 dolar daha kazandılar. Fonlar, dilin nörobiyolojisinin daha derinlemesine anlaşılmasına olanak sağlayacak ve konuşma ve dil için yeni klinik uygulamalara dönüşecek hesaplamalı yaklaşımların daha da geliştirilmesini destekleyecek.

BENZER KONULAR

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...
- Advertisment -

Son Eklenenler

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...

Antibiyotik Direnci Araştırmalarında Oyunun Kurallarını Değiştirecek Bir Şey

Antibiyotiğe dirençli bakterilerle mücadeledeki potansiyeli nedeniyle incelenen bir bakteriyofaj olan φX174, alternatif antibiyotiklerin geliştirilmesine yönelik yeni bilgiler sunuyor. yaşında COVID-19kelime "virüs” bulaşma, hastalık ve hatta...