健康

サイレントスピーチ：テルアビブの麻痺患者のための思考力によるコミュニケーション

まるでSFのようです。脳損傷、脳幹梗塞、筋萎縮性側索硬化症（ALS）などにより完全に麻痺した人々は、 ルー・ゲーリック病）や口で言葉を表現する子どもたちは、思考の力だけを使って人工的に「話す」ことができるのです。 怪我や病気による発声障害は悲惨なものです。今、研究者によるこの科学的ブレークスルーは、 テルアビブ大学 テルアビブ大学医学部とテルアビブ・ソウラスキー医療センター（TASMC）は、思考力のみを使って、口のきけない人が話すことができる可能性を示した。実験では、そのような患者が2つの音節のうち1つを話すことを想像した。患者の脳に埋め込まれた深部電極が電気信号をコンピューターに送信し、コンピューターが音節を発声した。この研究は、TAU医学・健康科学部と医療センターのアリエル・タンクス博士と、TAU医学・健康科学部の同病院機能神経外科部長のイド・シュトラウス博士が共同で主導した。 この画期的な研究の結果は権威ある雑誌に掲載されたばかりである。 脳神経外科これは神経外科会議の公式出版物で、「前頭葉と海馬の音声神経補綴：高周波活動を音素に解読する」というタイトルです。テルアビブ大学（クレジット：提供）この新しい音声神経補綴装置（音声脳コンピューターインターフェース）は、これまで神経補綴装置に利用されたことのない脳領域（前帯状皮質、眼窩前頭皮質、海馬）の高周波活動に基づいて、音声の構成要素を人工的に発音します。 この成果は、完全に麻痺した人々が自発的に話す能力を取り戻すことを可能にするという希望を与える。85%の精度「研究対象となった37歳の患者は、脳内のてんかん焦点を切除するために入院したてんかん患者です」とタンカス氏は説明した。彼は発話能力に問題がなく、臨床上の理由からのみ深部電極が埋め込まれた。最初の一連の試験では、被験者は神経補綴装置にさまざまな母音を人工的に85%の精度で発音させた。その後の試験では、パフォーマンスは着実に向上した。私たちは、明白な発話データで訓練された神経補綴装置が無音で制御できることを示している」とタンカス氏らは書いている。 「もちろん、これを行うには、脳に強力な電気波を送る「ショート」の発生源である焦点を見つける必要があります。この状況には、薬物療法に反応せず脳神経外科的介入を必要とするてんかん患者の小さなサブセットと、さらに小さなグループの てんかん患者 その焦点は皮質の表面ではなく、脳の深部にあると疑われています。」正確な場所を特定するために、脳の深部構造に電極が埋め込まれます。その後、患者は入院し、次の発作が起こるまで待ちます。発作が起こると、電極が脳神経外科医と神経科医に発作の焦点がどこにあるかを伝え、正確な手術を行うことができます。 科学的な観点から、これは生きた人間の脳の奥深くを垣間見る貴重な機会だと研究者らは語った。幸運なことに、TASMCに入院していたてんかん患者は、最終的には完全に麻痺した人々が人工発話を通じて再び自分を表現できるようになるかもしれないこの実験に参加することに同意した。」使い方実験の第一段階では、患者の脳に深部電極がすでに埋め込まれており、研究チームは患者に「/a/」と「/e/」という2つの音節を声に出して発音するように指示した。研究チームは患者がこれらの音を発音するときの脳の活動を記録しました。研究者らはディープラーニングと機械学習を使用して、人工知能モデルを訓練し、/a/または/e/を発音したいという欲求を示す電気活動を示す特定の脳細胞を特定できるようにしました。 コンピュータが患者の脳内でこれら 2 つの音節に関連する電気活動のパターンを認識することを学習すると、患者は /a/ と /e/ を発音していると想像するように求められました。すると、コンピュータは電気信号を翻訳し、それに応じて事前に録音された /a/ または /e/ の音を再生しました。「私の研究分野は、音声の符号化と復号化、つまり個々の脳細胞が音声処理にどのように関与しているか、音声の生成と聴取、音声の想像、つまり『沈黙して話すこと』を扱っています」とタンクスは続けた。 「この実験では、歴史上初めて、録音した脳の領域から個々の細胞の活動と品詞を結び付けることができました。これにより、/a/ と /e/ の音を表す電気信号を区別できるようになりました。現在、私たちの研究は、音声の 2 つの構成要素、つまり 2 つの音節に関係しています。もちろん、私たちの目標は完全な音声の実現ですが、たとえ 2 つの異なる音節であっても、完全に麻痺した人が「はい」と「いいえ」の合図をすることができます。」将来的には、ALS 患者がまだ話せる病気の初期段階でコンピューターをトレーニングすることが可能になると研究者らは考えています。コンピューターは患者の脳内の電気信号を認識することを学習し、患者が筋肉を動かす能力を失った後でもコンピューターがこれらの信号を解釈できるようになります。「これはほんの一例です。私たちの研究は、脳の発話制御経路を置き換える脳コンピューター インターフェースの開発に向けた重要な一歩であり、完全に麻痺した人が再び自発的に周囲とコミュニケーションをとることができるようになります。」 1722128343 #サイレントスピーチテルアビブの麻痺患者のための思考力によるコミュニケーション 2024-07-28…