воскресенье, 5 февраля 2012 г.

Ученые подслушали внутреннюю речь человека по импульсам нейронов мозга

Американские нейрофизиологи создали методику, позволяющую считывать электрические сигналы из нейронов центра слуха в мозге человека и преобразовывать их в слова, которые мы слышим или произносим про себя, и опубликовали ее в статье в журнале PLoS Biology.

"Наше открытие - отличная новость для пациентов, у которых механизм воспроизведения речи не работает из-за инсульта или бокового амиотрофического склероза (болезни Стивена Хоукинга). Если у нас получится воспроизвести воображаемые реплики по активности нейронов в мозге, то тогда тысячи таких больных смогут воспользоваться этой системой", - пояснил руководитель исследовательской группы Роберт Найт (Robert Knight) из университета штата Калифорния в Беркли (США).

Найт и его коллеги создали установку, которая, при прослушивании живой человеческой речи, следит за нервными импульсами в центре слуха человека и воспроизводит их при помощи компьютерной программы. Для работы устройства требуется специальный "словарь", позволяющий программе подбирать подходящие звуки под характерные колебания импульсов, возникающие при прослушивании определенных слов.

Авторы статьи подготовили его при активной помощи со стороны 15 добровольцев, страдавших эпилепсией, которую можно было излечить лишь хирургическим путем. Перед операцией медики вживили в их мозг множество электродов для определения очага активности во время припадков. Нейрофизиологи использовали их для другой цели - наблюдения за электрической активностью мозга в центре слуха.

Исследователи приглашали своих подопечных в отдельную комнату в клинике, где предлагали надеть наушники и прослушать пятиминутный монолог или диалог. В это время ученые записывали сигналы, поступающие на электроды в их мозге.

Найт и его коллеги использовали данные этого эксперимента для создания алгоритма, описывающего возможные комбинации активных и неактивных нервных клеток в центре слуха в момент, когда человек слышит то или иное слово.

"Мы смотрим, в каких участках коры мозга активность возрастает в тот момент, когда человек слышит звуки определенной частоты, и по сочетанию этих участков мы восстанавливаем оригинальный звук. Это можно сравнить с тем, как хороший пианист может "слышать" музыку по последовательности клавиш, на которые нажимает другой музыкант в видеоролике без звука", - пояснил один из участников группы Брайан Пасли (Brian Pasley) из университета штата Калифорния в Беркли.

Ученые проверили работу своего изобретения, еще раз воспользовавшись помощью той же группы добровольцев. На этот раз в их наушниках проигрывалась аудиозапись длиной в одно слово, после чего компьютерная программа пыталась воспроизвести его по записанным нервным импульсам.

"Я не думал, что все это будет работать, но Брайану удалось реализовать эту идею. Его вычислительная модель умеет воспроизводить звуки, которые слышали пациенты, и мы действительно могли понять "подслушанный" вариант слова, хотя его качество оставляло желать лучшего", - добавил Найт.

Ученые полагают, что их изобретение можно будет приспособить для создания "нейропротезов", позволяющих вернуть дар речи людям, которые его утратили по тем или иным причинам.

"Последние эксперименты с нейропротезами показали, что мозг может управлять движением искусственных конечностей. Проектировка и сборка пригодных к использованию синтезаторов речи будет несомненно сложнее, чем создание искусственных конечностей. Тем не менее, наш эксперимент поднял уровень исследований в области реконструкции языка на новый уровень", - заключают авторы статьи.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Компьютеры":

Hitachi выпускает новый винчестер вместимостью 4 Тб для десктопов
В Японии в продаже замечены новые жёсткие диски Hitachi Deskstar 7K4000, выполненные в формфакторе 3,5 дюйма. Винчестеры с обозначением HDS724040ALE640 оснащены пятью пластинами ёмкостью 800 Гб каждая. Таким образом, суммарная вместимость накопителей составляет 4 Тб. Для подключения к компьютеру служит интерфейс Serial ATA 3.0, обеспечивающий пропускную способность до 6 Гбит/с. Скорость вращен...
  (читать дальше)

iRU Pad Master 10.1: планшет на платформе Intel Oak Trail
В российской рознице появился планшетный компьютер iRU Pad Master 10.1, оснащённый сенсорным дисплеем с диагональю 10,1 дюйма. Аппаратная основа гаджета — платформа Intel Oak Trail. Она включает 1,5-гигагерцевый процессор Atom Z670 с одним вычислительным ядром и интегрированным графическим контроллером GMA 600. Объём оперативной памяти составляет до 2 Гб; вместимость встроенного флеш-накопителя ...
  (читать дальше)

Intel выпускает процессоры Sandy Bridge с отключенным графическим ядром
Корпорация Intel обновила прайс-лист на процессоры, анонсировав чипы Core i5 и Celeron. Модели Core i5-2380P, i5-2450P и i5-2550K поколения Sandy Bridge функционируют на тактовой частоте 3,1, 3,2 и 3,4 ГГц. Поддерживается система Turbo Boost, обеспечивающая автоматическое повышение быстродействия. Процессоры изготавливаются по 32-нанометровой технологии. Их особенность — отключенное графическо...
  (читать дальше)

Lenovo IdeaPad Y470p: ноутбук с 14-дюймовым дисплеем
Компания Lenovo начала приём заказов на портативный компьютер IdeaPad Y470p на аппаратной платформе Intel. В ноутбуке применён четырёхъядерный процессор Core i7-2670QM с тактовой частотой 2,2 ГГц (до 3,1 ГГц в режиме «турбо»). Диагональ дисплея равна 14 дюймам (1366×768 пикселов); в составе видеоподсистемы использован дискретный графический ускоритель Radeon HD 7690 с 1 Гб памяти. Компьют...
  (читать дальше)

Samsung готовит мощный 10-дюймовый планшет
Samsung, по информации «осведомлённых сетевых источников», вскоре представит новый планшетный Android-компьютер. Его аппаратной основой станет 32-нанометровая «система на чипе» Exynos 525. Она объединяет два ядра ARM Cortex-A15 с тактовой частотой 2,0 ГГц, а также средства обработки и ускорения графики. По сравнению с изделиями предыдущего поколения с ядрами ARM Cortex-A9 процессор Exynos 525 об...
  (читать дальше)

iPad третьего поколения, вероятно, получит процессор с четырьмя ядрами
Ресурсу Boy Genius Report удалось получить новую порцию информации о планшете Apple iPad третьего поколения, анонс которого ожидается в ближайшее время. Сообщается, что «сердцем» гаджета станет процессор Apple A6 с четырьмя вычислительными ядрами. Устройство поступит в продажу в двух версиях: старшая получит поддержку беспроводных сетей Wi-Fi и мобильных сервисов GSM, CDMA и LTE. Для младшей мод...
  (читать дальше)

Мини-адаптер Targus позволяет подключить к лэптопу два внешних монитора
Компания Targus в ближайшее время начнёт продажи устройства USB 3.0 SuperSpeed Dual Video Adapter для владельцев портативных компьютеров. Новинка упрощает подсоединение к ноутбуку дополнительных мониторов. Устройство оснащено интерфейсами DVI и HDMI для дисплеев, а подключение к лэптопу осуществляется через порт USB 3.0. Таким образом, изображение может выводиться одновременно на экран ноутбука ...
  (читать дальше)

HP выпустит нетбуки Mini 110 и Mini 210 на платформе Intel Cedar Trail
Hewlett-Packard, как сообщают веб-источники, готовит обновлённые версии нетбуков Mini 110 и Mini 210, оснащённых 10,1-дюймовым экраном. Компьютеры будут переведены на платформу Intel Cedar Trail. В их базовую конфигурацию входят 1 Гб оперативной памяти, жёсткий диск вместимостью 320 Гб, адаптеры беспроводной связи Wi-Fi (802.11b/g/n) и Bluetooth, кардридер и веб-камера. Разрешение дисплея — 1024...
  (читать дальше)

Представлен мощный игровой видеоадаптер AMD Radeon HD 7950
AMD только что анонсировала второй графический ускоритель на новой архитектуре Graphics Core Next Architecture — модель Radeon HD 7950. Мощная игровая видеокарта, выполненная на 28-нанометровом чипе, поддерживает программный интерфейс DirectX 11, PCI Express 3.0 и ряд фирменных технологий AMD, включая Eyefinity, а также системы PowerTune и ZeroCore Power (отвечают за оптимизацию производительнос...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)