Cистему управления компьютером при помощи мысленного произнесения слов создают ученые Южного федерального университета (ЮФУ). По их словам, разработка, в первую очередь, позволит помочь пациентам, потерявшим речь из-за патологий нервной системы. Результаты опубликованы в журнале Biomedical Signal Processing and Control.
Синдром заблокированного человека – нарушение нервной системы, при котором пациент, находясь в сознании и сохраняя внутреннюю речь, теряет способность говорить. Эта патология, приводящая к социальной изоляции и тяжелой психологической нагрузке, развивается вследствие травм головы и позвоночника, инсульта, церебрального паралича или нейродегенеративных заболеваний.
Перспективный путь решения этой проблемы – создание каналов коммуникации с помощью интерфейса мозг-компьютер, рассказали ученые ЮФУ. Этот подход использует данные электроэнцефалографии (ЭЭГ), связанные с произвольным выполнением реальных или мысленных движений.
Несмотря на то, что электрографические показатели и нейрофизиологические механизмы речи активно исследуются в последние годы, по словам ученых ЮФУ, мысленное произнесение слов не задействовано в разрабатываемых нейрокомпьютерных интерфейсах. Специалисты университета приступили к созданию системы, которая использует активность мозга при мысленном произнесении слов в качестве сигнала для управления в реальном времени компьютером и системами наподобие синтезатора речи.
"Речь – сложный когнитивный процесс, требующий координации целого ряда структур коры больших полушарий и для реальной, голосовой, и для внутренней речи. Мы исследовали пространственные паттерны электрической активности мозга, применив метод нейросетевой классификации. Точность распознавания ряда мысленно произносимых слов пока около 50 процентов, состояний спокойного бодрствования и внутренней речи – более 90 процентов", – рассказал ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского технологического Центра нейротехнологий ЮФУ Олег Бахтин.
Основное преимущество нового подхода, как отметили создатели, состоит в использовании эффективных нейросетевых алгоритмов, разработанных специалистами ЮФУ. Другое важное отличие системы – неинвазивный метод регистрации электрической активности мозга, не требующий хирургических процедур. Как объяснили исследователи, этого удалось достичь за счет высокой плотности размещения электродов, фиксирующих работу участков мозга, которые отвечают за формирование и понимание речи.
"Подобные исследования сегодня основаны на электрокортикограммах, снимаемых непосредственно с поверхности мозга в процессе речевой деятельности. Наш метод позволяет организовать интерфейс мозг-компьютер без хирургических процедур", – объяснил Олег Бахтин.
В дальнейшем специалисты ЮФУ планируют расширить экспериментальные исследования, в частности, более детально изучив электрографические показатели мысленной речи с учетом фонологических и фонетических особенностей речи реальной.
По информации https://ria.ru/20211202/yufu-1761491496.html
Обозрение "Terra & Comp".
