Vědci určili mozkovou aktivitu související s vnitřní řečí-tichý monolog v hlavách lidí a úspěšně ji dekódoval na velení až 74% přesností. Publikování 14. srpna v časopise Cell Press Journal BuňkaJejich zjištění by mohla pomoci lidem, kteří nejsou schopni slyšitelně hovořit, komunikují snadněji pomocí technologií rozhraní Brain-Computer Interface (BCI), které začnou překládat vnitřní myšlenky, když účastník říká heslo uvnitř jejich hlavy.
Toto je poprvé, co se nám podařilo pochopit, jak vypadá mozková aktivita, když jen přemýšlíte o mluvení. Pro lidi s těžkým poruchou řeči a motoru by BCIS schopný dekódovat vnitřní řeč jim mohl pomoci komunikovat mnohem snadněji a přirozeněji. “
Erin Kunz, hlavní autorka Stanfordské univerzity
BCIS se nedávno objevil jako nástroj, který pomáhá lidem se zdravotním postižením. Pomocí senzorů implantovaných v oblastech mozku, které řídí pohyb, mohou systémy BCI dekódovat nervové signály související s pohybem a překládat je do akcí, jako je pohyb protetické ruky.
Výzkum ukázal, že BCIS může dokonce dekódovat pokus o projev mezi lidmi s ochrnutím. Když se uživatelé fyzicky pokoušejí mluvit nahlas tím, že zapojí svaly související se zvuky, BCIS může interpretovat výslednou mozkovou aktivitu a napsat to, co se pokoušejí říci, i když samotná řeč je nesrozumitelná.
Ačkoli komunikace podporovaná BCI je mnohem rychlejší než starší technologie, včetně systémů, které sledují pohyby očí uživatelů k psaní slov, pokus o mluvení může být pro lidi s omezenou kontrolou svalů stále únavný a pomalý.
Tým přemýšlel, jestli BCIS místo toho dokáže dekódovat vnitřní řeč.
„Pokud musíte jen přemýšlet o řeči místo toho, abyste se skutečně snažili mluvit, je to pro lidi potenciálně snazší a rychlejší,“ říká Benyamin Meschede-Krasa, spolupracující autor papíru, Stanford University.
Tým zaznamenal nervovou aktivitu z mikroelektrod implantovaných do mozkové oblasti motoru-zodpovědné za mluvení čtyř účastníků s těžkou paralýzou buď z amyotrofní laterální sklerózy (ALS) nebo mozkové mozkové mozkové příhody. Vědci požádali účastníky, aby se buď pokusili mluvit, nebo si představit, že řeknou soubor slov. Zjistili, že pokus o řeč a vnitřní řeč aktivuje překrývající se oblasti v mozku a vyvolává podobné vzorce nervové aktivity, ale vnitřní řeč má tendenci vykazovat slabší velikost aktivace celkově.
Pomocí údajů o vnitřní řeči tým vyškolil modely umělé inteligence k interpretaci imaginovaných slov. V demonstraci důkazu koncepce mohl BCI dekódovat představované věty z slovní zásoby až 125 000 slov s mírou přesnosti až 74%. BCI byl také schopen vyzvednout to, co někteří účastníci řeči nebyli nikdy instruováni, aby řekli, například čísla, když byli účastníci požádáni, aby se na obrazovce spojili růžové kruhy.
Tým také zjistil, že při pokusu o řeč a vnitřní řeč vytvářejí podobné vzorce nervové aktivity v motorické kůře, byly dostatečně odlišné, aby se od sebe spolehlivě rozlišovaly. Senior autor Frank Willett ze Stanfordské univerzity říká, že vědci mohou toto rozlišení využít k výcviku BCIS k úplnému ignorování vnitřní řeči.
Pro uživatele, kteří možná budou chtít používat vnitřní řeč jako metodu pro rychlejší nebo snadnější komunikaci, tým také prokázal mechanismus řízený heslem, který by zabránil BCI dekódovat vnitřní řeč, pokud nebude dočasně odemknut vybraným klíčovým slovem. Ve svém experimentu mohli uživatelé myslet na frázi „Chitty Chitty Bang Bang“, aby začaly dekódování vnitřního řeči. Systém rozpoznal heslo s přesností více než 98%.
Zatímco současné systémy BCI nejsou schopny dekódovat vnitřní řeč ve volné formě, aniž by došlo k podstatným chybám, vědci tvrdí, že pokročilejší zařízení s více senzory a lepší algoritmy to mohou být schopny tak učinit v budoucnosti.
„Budoucnost BCIS je jasná,“ říká Willett. „Tato práce dává skutečnou naději, že řeč BCIS může jednoho dne obnovit komunikaci, která je stejně plynulá, přirozená a pohodlná jako konverzační řeč.“
Zdroj:
Reference časopisu:
Kunz, em, et al. (2025). Vnitřní řeč v motorické kůře a důsledky pro neuroprosthes řeči. Buňka. doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.015.
