مطالعه جدید انجام شده توسط محققان بیمارستان عمومی ماساچوست آمریکا از روش‌های پیچیده ضبط مغز برای آشکار کردن عملکرد مشترک نورون ها در مغز انسان استفاده کرده است.
به گزارش تکناک، این روش افراد را قادر می‌سازد تا افکار خود را در قالب کلمات فرموله کنند و متعاقباً آنها را به صورت شفاهی بیان کنند.
این یافته‌ها نقشه‌ای دقیق از نحوه نمایش صداهای گفتاری مانند صامت‌ها و مصوت‌ها در مغز قبل از اینکه حتی به زبان بیایند و چگونگی اتصال آنها در طول تولید زبان، ارائه می‌دهند.
این تحقیق که در مجله Nature منتشر شده است، بینش‌هایی را در مورد نورون‌های مغز نشان می‌دهد که تولید زبان را امکان‌پذیر می‌کند و می‌تواند منجر به بهبود درک و درمان اختلالات گفتار و زبان شود.
دکتر زیو ویلیامز، نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: اگرچه صحبت کردن معمولاً آسان به نظر می‌رسد، اما مغز ما مراحل شناختی پیچیده زیادی را در تولید گفتار طبیعی انجام می‌دهد، از جمله به دست آوردن کلماتی که می‌خواهیم بگوییم، برنامه‌ریزی حرکات مفصلی و تولید صداهای مورد نظرمان.
مغز ما این شاهکارها را با چیزی حدود سه کلمه در ثانیه در گفتار طبیعی و خطاهای بسیار کم، به طرز شگفت‌آوری سریع انجام می‌دهد. با این حال، چگونگی دستیابی ما به این شاهکار همچنان یک راز باقی مانده است.
پیشرفتهای تکنولوژیکی در ضبط عصبی
وقتی ویلیامز و همکارانش از فناوری پیشرفتهای به نام کاوشگر نوروپیکسل برای ثبت فعالیت‌های تک نورون در قشر جلوی مغز یعنی ناحیه پیشانی مغز انسان استفاده کردند، سلول‌هایی را شناسایی کردند که در تولید زبان نقش دارند و ممکن است زمینه‌ساز توانایی صحبت باشند. همچنین آنها به این نتیجه رسیدند که گروه‌های جداگانه‌ای از نورون‌ها در مغز وجود دارند که به صحبت کردن و گوش دادن اختصاص داده شده‌اند.
استفاده از کاوشگرهای نوروپیکسل در انسان برای اولین بار در بیمارستان عمومی ماساچوست آغاز شد. ویلیامز می‌گوید: این کاوشگرها خیلی قابل توجه هستند. آنها کوچکتر از عرض یک موی انسان هستند اما دارای صدها کانال هستند که قادر به ثبت همزمان فعالیت ده‌ها یا حتی صدها نورون منفرد هستند. استفاده از این کاوشگرها می‌تواند بینش‌های بی‌سابقه‌ای را در مورد چگونگی عملکرد نورون‌ها در انسان و نحوه کار آنها برای ایجاد رفتارهای پیچیده انسانی مانند زبان ارائه دهد.
رمزگشایی عناصر گفتار
این مطالعه نشان داد که چگونه نورون‌های مغز برخی از اساسی‌ترین عناصر دخیل در ساخت کلمات گفتاری را نشان می‌دهند، از صداهای گفتاری ساده به نام واج گرفته تا مجموعه آنها به مجموعه‌های پیچیده‌تر مانند هجاها.
برای مثال، صامت «د» که با لمس زبان به کام سخت پشت دندان به وجود می‌آید، برای تولید کلمه در لازم است.
با ثبت تک تک سلول‌های عصبی، محققان به این نتیجه رسیدند که نورون‌های خاصی قبل از اینکه این واج‌ها با صدای بلند صحبت شود، در مغز فعال می‌شوند. سایر نورون‌ها جنبه‌های پیچیده‌تری از ساخت کلمه مانند ترکیب خاص واج‌ها را در هجاها منعکس می‌کنند.
محققان با فناوری خود نشان دادند که می‌توان به طور قابل اعتماد صداهای گفتاری را که افراد قبل از تولید آنها بیان می‌کنند، تعیین کرد.
به عبارت دیگر دانشمندان می‌توانند پیش‌بینی کنند که چه ترکیبی از صامت‌ها و مصوت‌ها پیش از بیان واقعی کلمات ایجاد می‌شوند. این قابلیت می‌تواند برای ساخت پروتزهای مصنوعی یا رابط‌های مغز و ماشین با قابلیت تولید گفتار مصنوعی که می‌تواند برای طیف وسیعی از بیماران مفید باشد، مورد استفاده قرار گیرد.
دکتر آرجون خانا که یکی از نویسندگان این مطالعه است، می‌گوید: اختلالات در شبکه‌های گفتار و زبان در طیف گسترده‌ای از اختلالات عصبی از جمله سکته مغزی، آسیب مغزی ضربه‌ای، تومورها، اختلالات عصبی، اختلالات رشد عصبی و موارد دیگر مشاهده می‌شود. امید ما این است که درک بهتر مدارهای عصبی اساسی که گفتار و زبان را قادر می‌سازد، راه را برای توسعه درمان‌های این اختلالات هموار کند.
محققان امیدوارند با مطالعه فرآیندهای زبانی پیچیده‌تر، تحقیقات خود را گسترش دهند که به آنها امکان می‌دهد سؤالات مربوط به نحوه انتخاب کلماتی که افراد قصد دارند بگویند و چگونگی انتقال کلماتی را که مغز در جملاتی که افکار و احساسات فرد را به دیگران منتقل می‌کند، جمع‌آوری می‌کند، بررسی کنند.
