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Come il linguaggio può essere ricostruito dalle onde cerebrali


Innovazione nella ricerca sul cervello: i ricercatori osservano il cervello parlare
I ricercatori dell'Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) hanno fatto una svolta nella ricerca sul cervello. Sono stati in grado di derivare suoni dall'attività cerebrale dei soggetti testati che la persona sta attualmente dicendo. I ricercatori hanno anche ricostruito parole e intere frasi. Il processo, che il team di Karlsruhe ha sviluppato insieme ai ricercatori dell'American Wadsworth Center, è chiamato "brain-to-text". Questa scoperta potrebbe essere rivoluzionaria, in particolare per le persone che soffrono della sindrome bloccata. Gli scienziati hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista specializzata "Frontiers in Neuroscience".

Il linguaggio diventa visibile attraverso le onde cerebrali
"Si è da tempo ipotizzato se la comunicazione diretta tra uomo e macchina sia possibile tramite le onde cerebrali", afferma la professoressa IT Tanja Schultz, che ha guidato lo studio presso il KIT Cognitive Systems Lab, in una dichiarazione dell'istituto. "Ora siamo stati in grado di dimostrare che i suoni del linguaggio individuale e le frasi complete pronunciate continuamente possono essere riconosciute dalle onde cerebrali".

Come parte della loro indagine, i ricercatori hanno collocato sette pazienti con epilessia negli Stati Uniti su una rete di elettrodi direttamente sulla corteccia cerebrale. Il cervello del paziente era già esposto per la terapia dell'epilessia. Il metodo non può ancora essere eseguito utilizzando elettrodi posizionati sulla testa dall'esterno e misurando l'attività cerebrale.

"Per la prima volta possiamo guardare il cervello parlare", ha detto Schultz all'agenzia di stampa "dpa". Per la prima volta, i ricercatori sono stati in grado di seguire il processo vocale nel cervello fino all'attivazione dei muscoli degli organi di articolazione mediante i neuroni nella corteccia cerebrale. Le attività sono state rese riconoscibili dai colori. "Maggiore è l'attività, più caldo è il colore", spiega Schultz.

I ricercatori del cervello creano database con 50 suoni diversi
I soggetti dovevano pronunciare alcuni testi, come un discorso dell'ex presidente degli Stati Uniti John F. Kennedy o semplici filastrocche. Poiché i ricercatori sapevano quando ogni suono veniva pronunciato, erano in grado di utilizzare le onde cerebrali misurate per creare database con circa 50 prototipi sonori. Utilizzando algoritmi, i ricercatori sono stati in seguito in grado di identificare ciò che veniva detto semplicemente dalle onde cerebrali. I suoni sono stati considerati in relazione a parole e frasi di frasi intere. "Questo ci dà bellissimi risultati che sono ancora lontani dalla qualità del riconoscimento del parlato acustico in termini di qualità, ma sono significativamente migliori di quanto indovini", riferisce Schultz.

Per i metodi "brain-to-text" sono stati utilizzati l'elaborazione del segnale e il riconoscimento vocale automatico. "Oltre a riconoscere il discorso dai segnali cerebrali, questi consentono un'analisi dettagliata delle regioni cerebrali coinvolte nel processo del linguaggio e delle loro interazioni", spiegano Christian Herff e Dominic Heger, che hanno sviluppato il sistema come parte del loro dottorato, nella comunicazione KIT.

Finora, tuttavia, il nuovo metodo è stato testato solo in sette pazienti, di cui erano disponibili solo un massimo di cinque minuti di parola durante gli esami. In futuro, le persone che soffrono della cosiddetta sindrome bloccata potrebbero beneficiare del "cervello-tot-text". Le persone colpite sono coscienti ma non possono farsi capire a causa della paralisi. (Ag)

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