Bilim'a bağlı Massachusetts Genel Hastanesi'nden araştırmacılar tarafından yürütülen yeni bir çalışma, gelişmiş beyin kayıt tekniklerini kullanarak, insan beynindeki nöronların, insanların hangi kelimeleri söylemek istedikleri hakkında düşünmelerini ve ardından bunları konuşma yoluyla yüksek sesle üretmelerini sağlamak için nasıl birlikte çalıştığını gösteriyor.
Bulgular, ünsüz ve sesli harfler gibi konuşma seslerinin daha konuşulmadan çok önce beyinde nasıl temsil edildiğine ve dil üretimi sırasında nasıl bir araya getirildiklerine dair ayrıntılı bir harita sağlıyor.
Nature'da yayınlanan çalışma, konuşma ve dil bozukluklarının anlaşılmasında ve tedavisinde gelişmelere yol açabilir.
Kıdemli yazar Ziv Williams, “Konuşmak genellikle kolay görünse de, beynimiz doğal konuşmanın üretilmesinde pek çok karmaşık bilişsel adımı gerçekleştirir; bunlar arasında söylemek istediğimiz sözcükleri bulmak, artikülasyon hareketlerini planlamak ve amaçladığımız seslendirmeleri üretmek de vardır” diyor. MGH ve Bilim Tıp Fakültesi'nde beyin cerrahisi alanında doçent.
“Beynimiz bu becerileri şaşırtıcı derecede hızlı bir şekilde (doğal konuşmada saniyede yaklaşık üç kelime) çok az hatayla gerçekleştiriyor. Ancak bu başarıya tam olarak nasıl ulaştığımız bir sır olarak kaldı.”
Williams, “Neuropixels problarının insanlarda kullanımına ilk kez MGH'de öncülük edildi” dedi. “Bu sondalar dikkat çekici; insan saçının genişliğinden daha küçükler, ancak aynı zamanda düzinelerce, hatta yüzlerce bireysel nöronun aktivitesini aynı anda kaydedebilen yüzlerce kanala da sahipler.”
Williams, kayıt tekniklerini geliştirmek için MGH ve Bilim Tıp Fakültesi'nde nöroloji profesörü olan ve aynı zamanda araştırmanın yönetilmesine yardımcı olan Sydney Cash ile birlikte çalıştı.
Araştırma, nöronların, fonem adı verilen basit konuşma seslerinden heceler gibi daha karmaşık dizgelere kadar, konuşulan sözcüklerin oluşturulmasında yer alan en temel unsurlardan bazılarını nasıl temsil ettiğini gösteriyor.
Örneğin köpek kelimesinin oluşması için dilin dişlerin arkasındaki sert damağa değmesiyle oluşan “da” ünsüzüne ihtiyaç vardır. Araştırmacılar, bireysel nöronları kaydederek, belirli nöronların bu fonem yüksek sesle söylenmeden önce aktif hale geldiğini buldu. Diğer nöronlar, ses birimlerinin heceler halinde özel olarak birleştirilmesi gibi kelime yapımının daha karmaşık yönlerini yansıtıyordu.
Araştırmacılar, geliştirdikleri teknolojiyle, bireylerin çıkaracağı konuşma seslerini, bunları ifade etmeden önce güvenilir bir şekilde belirlemenin mümkün olduğunu gösterdi. Başka bir deyişle, bilim adamları kelimeler gerçekten söylenmeden önce hangi ünsüz ve sesli harf kombinasyonunun üretileceğini tahmin edebiliyorlar. Bu yetenek, çeşitli hastalara fayda sağlayabilecek yapay protezler veya sentetik konuşma üretebilen beyin-makine arayüzleri oluşturmak için kullanılabilir.
Williams Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacı olan Arjun Khanna, “Konuşma ve dil ağlarındaki bozulmalar, felç, travmatik beyin hasarı, tümörler, nörodejeneratif bozukluklar, nörogelişimsel bozukluklar ve daha fazlası dahil olmak üzere çok çeşitli nörolojik bozukluklarda gözlemlenmektedir” dedi. çalışmanın ortak yazarı. “Umudumuz, konuşmayı ve dili mümkün kılan temel sinir devrelerinin daha iyi anlaşılmasının, bu bozuklukların tedavilerinin geliştirilmesine yol açacağıdır.”
Araştırmacılar, insanların söylemek istedikleri kelimeleri nasıl seçtikleri ve beynin, bireyin düşünce ve duygularını başkalarına ileten kelimeleri cümleler halinde nasıl bir araya getirdiğiyle ilgili soruları araştırmalarına olanak tanıyacak daha karmaşık dil süreçlerini inceleyerek çalışmalarını genişletmeyi umuyorlar. .
Diğer yazarlar arasında William Muñoz, Young Joon Kim, Yoav Kfir, Angelique C. Paulk, Mohsen Jamali, Jing Cai, Martina L Mustroph, Irene Caprara, Richard Hardstone, Mackenna Mejdell, Domokos Meszena, Abigail Zuckerman ve Jeffrey Schweitzer yer alıyor.
Araştırma Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından desteklendi.
Bulgular, ünsüz ve sesli harfler gibi konuşma seslerinin daha konuşulmadan çok önce beyinde nasıl temsil edildiğine ve dil üretimi sırasında nasıl bir araya getirildiklerine dair ayrıntılı bir harita sağlıyor.
Nature'da yayınlanan çalışma, konuşma ve dil bozukluklarının anlaşılmasında ve tedavisinde gelişmelere yol açabilir.
Kıdemli yazar Ziv Williams, “Konuşmak genellikle kolay görünse de, beynimiz doğal konuşmanın üretilmesinde pek çok karmaşık bilişsel adımı gerçekleştirir; bunlar arasında söylemek istediğimiz sözcükleri bulmak, artikülasyon hareketlerini planlamak ve amaçladığımız seslendirmeleri üretmek de vardır” diyor. MGH ve Bilim Tıp Fakültesi'nde beyin cerrahisi alanında doçent.
“Beynimiz bu becerileri şaşırtıcı derecede hızlı bir şekilde (doğal konuşmada saniyede yaklaşık üç kelime) çok az hatayla gerçekleştiriyor. Ancak bu başarıya tam olarak nasıl ulaştığımız bir sır olarak kaldı.”
Williams ve meslektaşları, insan beyninin ön bölgesi olan prefrontal korteksteki tek nöronların aktivitelerini kaydetmek için Neuropixels probları adı verilen son teknolojiyi kullandıklarında, dil üretiminde rol oynayan ve konuşma yeteneğinin altında yatan hücreleri belirlediler. konuşmak. Ayrıca beyinde konuşmaya ve dinlemeye adanmış ayrı nöron gruplarının bulunduğunu da buldular.
Williams, “Neuropixels problarının insanlarda kullanımına ilk kez MGH'de öncülük edildi” dedi. “Bu sondalar dikkat çekici; insan saçının genişliğinden daha küçükler, ancak aynı zamanda düzinelerce, hatta yüzlerce bireysel nöronun aktivitesini aynı anda kaydedebilen yüzlerce kanala da sahipler.”
Williams, kayıt tekniklerini geliştirmek için MGH ve Bilim Tıp Fakültesi'nde nöroloji profesörü olan ve aynı zamanda araştırmanın yönetilmesine yardımcı olan Sydney Cash ile birlikte çalıştı.
Araştırma, nöronların, fonem adı verilen basit konuşma seslerinden heceler gibi daha karmaşık dizgelere kadar, konuşulan sözcüklerin oluşturulmasında yer alan en temel unsurlardan bazılarını nasıl temsil ettiğini gösteriyor.
Örneğin köpek kelimesinin oluşması için dilin dişlerin arkasındaki sert damağa değmesiyle oluşan “da” ünsüzüne ihtiyaç vardır. Araştırmacılar, bireysel nöronları kaydederek, belirli nöronların bu fonem yüksek sesle söylenmeden önce aktif hale geldiğini buldu. Diğer nöronlar, ses birimlerinin heceler halinde özel olarak birleştirilmesi gibi kelime yapımının daha karmaşık yönlerini yansıtıyordu.
Araştırmacılar, geliştirdikleri teknolojiyle, bireylerin çıkaracağı konuşma seslerini, bunları ifade etmeden önce güvenilir bir şekilde belirlemenin mümkün olduğunu gösterdi. Başka bir deyişle, bilim adamları kelimeler gerçekten söylenmeden önce hangi ünsüz ve sesli harf kombinasyonunun üretileceğini tahmin edebiliyorlar. Bu yetenek, çeşitli hastalara fayda sağlayabilecek yapay protezler veya sentetik konuşma üretebilen beyin-makine arayüzleri oluşturmak için kullanılabilir.
Williams Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacı olan Arjun Khanna, “Konuşma ve dil ağlarındaki bozulmalar, felç, travmatik beyin hasarı, tümörler, nörodejeneratif bozukluklar, nörogelişimsel bozukluklar ve daha fazlası dahil olmak üzere çok çeşitli nörolojik bozukluklarda gözlemlenmektedir” dedi. çalışmanın ortak yazarı. “Umudumuz, konuşmayı ve dili mümkün kılan temel sinir devrelerinin daha iyi anlaşılmasının, bu bozuklukların tedavilerinin geliştirilmesine yol açacağıdır.”
Araştırmacılar, insanların söylemek istedikleri kelimeleri nasıl seçtikleri ve beynin, bireyin düşünce ve duygularını başkalarına ileten kelimeleri cümleler halinde nasıl bir araya getirdiğiyle ilgili soruları araştırmalarına olanak tanıyacak daha karmaşık dil süreçlerini inceleyerek çalışmalarını genişletmeyi umuyorlar. .
Diğer yazarlar arasında William Muñoz, Young Joon Kim, Yoav Kfir, Angelique C. Paulk, Mohsen Jamali, Jing Cai, Martina L Mustroph, Irene Caprara, Richard Hardstone, Mackenna Mejdell, Domokos Meszena, Abigail Zuckerman ve Jeffrey Schweitzer yer alıyor.
Araştırma Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından desteklendi.