Ученые научились определять, что человек хочет сказать

Новое исследование, проведенное исследователями из Массачусетской больницы общего профиля (MGH), с использованием передовых методов записи данных в мозгу демонстрирует, как нейроны человеческого мозга работают вместе, позволяя людям думать о том, какие слова они хотят сказать, а затем произносить их вслух посредством речи.

В совокупности эти результаты дают подробную карту того, как звуки речи, такие как согласные и гласные, представлены в мозгу задолго до того, как они произнесены, и как они соединяются во время речевого производства.

Исследование раскрывает информацию о нейронах мозга, которые обеспечивают речевую деятельность и могут привести к улучшению понимания и лечения речевых и языковых расстройств.

Хотя речь обычно кажется легкой, наш мозг выполняет множество сложных когнитивных шагов при воспроизведении естественной речи, включая придумывание слов, которые мы хотим сказать, планирование артикуляционных движений и воспроизведение запланированных вокализаций. Наш мозг совершает эти действия удивительно быстро — около трех слов в секунду в естественной речи — с удивительно небольшим количеством ошибок. Однако, как именно мы достигаем этого результата, остается загадкой.

Ученые использовали передовую технологию под названием «Нейропиксельные зонды» для регистрации активности отдельных нейронов в префронтальной коре, лобной области человеческого мозга. Ученые идентифицировали клетки, которые участвуют в производстве речи и могут лежать в основе способности говорить. Они также обнаружили, что в мозге есть отдельные группы нейронов, отвечающие за речь и слушание.

Исследование показало, что нейроны в мозге представляют собой некоторые из самых основных элементов, участвующих в построении произнесенных слов — от простых звуков речи, называемых фонемами, до их сборки в более сложные строки, такие как слоги.

Записывая отдельные нейроны, исследователи обнаружили, что определенные нейроны становятся активными еще до того, как эта фонема будет произнесена вслух. Другие нейроны отражали более сложные аспекты построения слов, такие как специфическая сборка фонем в слоги.

С помощью своей технологии исследователи показали, что можно надежно определить звуки речи, которые люди произносят, прежде чем они их произведут. Другими словами, ученые могут предсказать, какая комбинация согласных и гласных будет произведена еще до того, как слова будут произнесены. Эту возможность можно использовать для создания искусственных протезов или интерфейсов «мозг-машина», способных воспроизводить синтетическую речь, что может принести пользу широкому кругу пациентов.