健康

筋萎縮性側索硬化症の患者は、新しいニューロンの革新のために自然に通信します

完全に麻痺した患者が、イントネーションと対応するアクセントで彼の家族とリアルタイムでコミュニケーションをとることができ、コンピューターや触覚画面の助けを借りてではなく、思考の力によってのみ歌をハミングすることさえできると想像してください。 UC Davisで開発された新しい革新的な技術は、このファンタジーを臨床的現実に変え、筋萎縮性側索硬化症（SLA）などの重度の神経疾患の患者に一連の希望を提供します。 カリフォルニア大学デイビス校の健康の研究者チームは、神経学的状態のために話す能力を失った人々の声を演じることを約束する実験的な脳（BCI）インターフェイスを開発しました。 Scientific Magazineに掲載された最近の研究 自然 この技術は、人が話そうとしている間、人間の声装置の本質的な機能を実際にシミュレートする間、脳の活動を声に声に変えることができる方法を示しています。 このシステムにより、筋萎縮性側索硬化症と診断された参加者が、家族とリアルタイムのコンピューターを介して「話す」ことができ、イントネーションを変え、単純な歌を「歌う」ことができました。 彼は、UC Davis Healthで実施されたBraingate2臨床研究2に登録されています。 「私たちのインターフェイスの以前のバージョンのように、神経活動のテキストへの翻訳はメッセージの送信に匹敵します。それは標準的な支援技術への進歩ですが、会話はまだ遅れていました。比較すると、このボーカル統合はボーカルコールに近づいています。 声明で。 「インスタントボーカル合成により、神経プロテシスのユーザーは会話に積極的に参加できるようになり、他の人は誤ってそれらを中断する可能性が低くなります」と教師は付け加えました。 コンピューターの患者のコミュニケーションは、音声生成に関与する脳領域に埋め込まれた4つの微小電極で構成される実験的な脳コンピューター界面のために可能です。 これらのデバイスは、ニューロンのアクティビティを記録し、音声を解釈および再構築するコンピューターに信号を送信します。 「本物のボーカル合成を達成することの主な困難は、話を始めようとする瞬間と、彼がサウンドを策定したい方法を正確に特定できないことでした」と、研究の主な著者であるMaitreyee Waiigkarは説明します。 インテリジェントアルゴリズムは、ニューロンの活動を、その人がリアルタイムで生成しようとする音と相関しています。このアプローチは、スピーチの色合いの信仰を可能にし、ユーザーに彼自身の統合された声のリズムを制御する可能性を与えます。 Brain-Computer Interfaceは、神経信号をスピーカーによってレンダリングされ、わずか25ミリ秒の遅延で、人が自分の声を知覚するときに感じられる自然な潜時と同等の間隔を変換することに成功しました。 このテクノロジーにより、参加者は新しい単語（以前はシステムに知られていなかった）を話したり、会話に介入したり、イントネーションを変更して質問をしたり、特定の単語を強調したりすることができました。 彼はまた、シンプルな歌を歌うために声のトーンを変えることができました。 システムによって合成された音声は、主に認識されていました。リスナーは、生成された単語の約60％を適切に認識することができました。 高度な人工知能アルゴリズム（AI）の役割 高度なアルゴリズムのために、脳の活動が人為的に生成されたボーカル発現への転置が可能です。 参加者が画面に表示された特定の文を話そうとするように求められている間、彼らは取得したデータについて訓練されました。したがって、研究者は、神経活動のパターンを患者が生成しようとしている音と相関させることができ、声が脳信号からのみ再構築できるようにしました。 「声は私たちのアイデンティティの重要な部分です。話す能力の喪失は、神経障害のある人々にとって壊滅的です」と、神経外科医であり、UCデイビスの神経根源研究所のディレクターであるデイビッド・ブランドマン博士は述べました。 「私たちの研究の結果は、話すことができない人に希望を与えます。麻痺した男が自分の声の合成バージョンを通してどのようにコミュニケーションをとることができたかを示しました。この技術は、麻痺を伴う人々の生活を変えることができます」と彼は付け加えました。 有望ですが、この技術はまだ初期段階にあります。 この研究の重大な制限は、筋萎縮性側索硬化症と診断された1人の参加者に対してテストが行われたことです。 アプリケーションの結果を検証するには、脳卒中（脳卒中）後に発生した人など、異なる起源の失語症の人を含む参加者の拡張サンプルでそれらを再現する必要があります。 研究のための募集プロセス Braingate2 進行中です。 写真記事：BCIシステム。クレジット： UCデイビスヘルス2025年6月11日。…