Активность мозга в области ручного управления

Удивительный результат был получен благодаря двум участникам исследования с имплантированными электродными матрицами, которые регистрируют активность при разрешении с одним нейроном. В 1930-х годах нейрохирург Уайлдер Пенфилд и его коллеги разработали модель для понимания того, как мозг управляет движением, которое они назвали моторным гомункулом.

Части области мозга отвечают за движение

Основная идея заключалась в том, что различные части области мозга, называемые прецентральной извилиной, отвечают за движение рук, ног, лица и так далее. Хотя идея была признана упрощением с самого начала и была дополнительно усложнена последующими исследованиями, в нейробиологии остается верным, что различные области извилины специализируются на управлении определенными частями тела. Одной из таких областей является «ручная ручка», которая, как следует из названия, является изогнутой областью извилины, участвующей в движениях руки и кисти. У этого также есть другая, удивительная функция. Команда, базирующаяся в Стэнфордском университете, сообщает, что некоторые нейроны там активны во время речи, и их сигналы могут быть декодированы, чтобы показать произнесенное слово или звук. Результаты дают новое понимание организации мозга и могут быть полезны при разработке будущих интерфейсов мозг-компьютер, которые позволят общаться людям, которые не могут говорить.

Мозг-компьютер

Исследование было проведено в рамках продолжительного испытания, в котором участникам с квадриплегией были имплантированы датчики в их моторные кортикальные слои, которые могут регистрировать активность и местоположение определенных нейронов. Исследователи работают с участниками, чтобы отточить способность интерфейса мозг-компьютер интерпретировать активность нейронов во вспомогательных движениях, таких как наведение курсора на экране. Поскольку некоторые из участников имеют встроенные датчики в ручку, Сергей Ставиский, нейробиолог из Стэнфорда, полагает, что это дает возможность исследовать, что - если вообще что-то - область задействована за пределами движения руки. В частности, он сосредоточился на речи. По словам Ставиского, этот и другие доступные типы данных, такие как данные МРТ или электрокортикографии, дают сравнительно подробное представление о деятельности мозга. Во время записи активности от имплантатов они просили участников произнести определенные слова или части слов, известные как фонемы, из подготовленных списков. Используя компьютер для последующего анализа зарегистрированной мозговой активности, исследователи в большинстве случаев смогли правильно определить, какое слово или фонема было произнесено. У одного участника они точно расшифровали, какое из 10 слов было произнесено в 85 процентах случаев, а у другого, точность составила около 55 процентов. В конечном счете, ученые надеются помочь в разработке речевого протезирования для людей, которые потеряли способность говорить.