La nuova tecnologia potrebbe aiutare le persone con paralisi a parlare di nuovo
Gli scienziati sono vicini all'ideazione di una tecnologia che utilizza la codifica del cervello e i comandi di controllo muscolare per consentire alle persone che hanno perso il potere della parola a causa della paralisi di parlare di nuovo.
Una recente ricerca condotta dalla Northwestern University di Evanston, Illinois, ha scoperto che il cervello genera suoni del linguaggio in modo simile a come controlla i movimenti delle mani e delle braccia.
La scoperta si avvicina il giorno in cui le persone che sono paralizzate - come le persone con "sindrome da blocco" - saranno in grado di parlare attraverso una "interfaccia cervello-macchina" semplicemente provando a dire le parole.
Un documento sul lavoro è ora disponibile in Journal of Neuroscience.
Il team prevede che la tecnologia utilizzi la codifica dei suoni del cervello insieme ai comandi che controllano i muscoli delle labbra, della lingua, del palato e della casella vocale per produrli.
Più "intuitivo" della tecnologia di Hawking
Un tale sistema, spiegano gli autori, sarebbe più "intuitivo" di quello utilizzato dal famoso fisico Stephen Hawking, morto all'inizio di quest'anno all'età di 76 anni.
Hawking aveva una rara malattia chiamata sclerosi laterale amiotrofica che lo lasciò paralizzato e incapace di parlare naturalmente per la maggior parte della sua vita.
Tuttavia, grazie a un'interfaccia del computer che poteva controllare muovendo la guancia, poteva scrivere parole e frasi che un sintetizzatore vocale poi leggeva.
Sebbene il metodo funzioni, è lento e laborioso. Non è articolare il discorso che il cervello codifica e invia ai muscoli che emettono i suoni.
Invece, richiede che la persona passi attraverso un processo che è più simile alla scrittura; devono pensare, ad esempio, alla forma scritta delle parole e delle frasi che desiderano articolare, non solo ai loro suoni.
"Fonemi e gesti articolatori"
Lo studio persegue un modello di produzione del linguaggio che è in due parti: formulazione di fonemi e "gesti articolatori".
Il primo è il processo gerarchico di scomporre frasi, frasi, parole e sillabe in singoli suoni o fonemi. Il secondo è la loro produzione attraverso il controllo dei muscoli che articolano il tratto vocale. Fino a questo lavoro, non si sapeva come il cervello li pianificasse e rappresentasse effettivamente.
"Abbiamo ipotizzato", osserva l'autore senior dello studio, il dottor Marc W. Slutzky, professore associato di neurologia e fisiologia, "le aree motorie del linguaggio del cervello avrebbero un'organizzazione simile per armare le aree motorie del cervello".
Continua spiegando che hanno identificato due aree cerebrali coinvolte nella produzione del linguaggio, riportando: “La corteccia precentrale rappresentava i gesti in misura maggiore rispetto ai fonemi. La corteccia frontale inferiore, che è un'area del discorso di livello superiore, rappresentava sia i fonemi che i gesti ".
Lui ei suoi colleghi hanno fatto le scoperte mentre studiavano l'attività cerebrale in persone con elettrodi impiantati nel cervello mentre subivano un intervento chirurgico per rimuovere i tumori. I pazienti dovevano essere coscienti durante l'intervento perché dovevano leggere le parole da uno schermo.
Gli autori spiegano:
"Questi risultati suggeriscono che la produzione del linguaggio condivide una struttura organizzativa critica simile con il movimento di altre parti del corpo".
"Questo ha importanti implicazioni", concludono, "sia per la nostra comprensione della produzione del linguaggio che per la progettazione di interfacce cervello-macchina per ripristinare la comunicazione a persone che non possono parlare".
Sulla base dei loro risultati, ora pianificano di costruire un algoritmo di interfaccia cervello-macchina che, oltre a decodificare i gesti, sarà anche in grado di formare parole combinandole.
