تراشه ها، به زودی مفیدتر و سودمندتر میتوانند روی مغزهای ما سوار شوند و کارهای ظریف مغز را انجام دهند!!
علوم اعصاب، از دریافت امواج در بیرون مغز توسط نوار مغز، فراتر میرود و اطلاعات ریز سلولهای مغزی را روی سطح سلول، بررسی میکند
نگاهی ظریف بر ریزترین اجزای مغز که میتواند پیوند ماشین- مغز را کارآمدتر و مفیدتر کند
چگونه مغز قبل از صحبت، کلمات را می سازد؟
1 فوریه 2024
خلاصه:یک مطالعه ی جدید، از کاوشگرهای پیشرفته ی نوروپیکسل، برای کشف پیچیدگیِ نحوه ی برنامه ریزی و تولید گفتار مغز انسان استفاده می کند. تیم این پژوهش، نورونهای خاصی را در قشر جلوی مغز شناسایی گردند که در فرآیند تولید زبان، از جمله مسیرهای عصبی جداگانه برای صحبت کردن و گوش دادن، دخالت میکنند.
یافتههای آنها نشان میدهد که چگونه مغز، واجها را نشان میدهد
و آنها را به صورت هجا جمع میکند.
(واج، در زبانشناسی مجموعه ای از آواهااست که میتواند یک واژه را از واژه ی دیگر متمایز کند مثلا عبارتسین و سینگ، با یک واج از هم متمایز می شوند.) (هجا یا بخش یا سیلاب، یک یکای سازمان دهنده، برای رشته صداهای گفتاری است. مثلا کلمه ی فارس، تک هجا و گربه، دو هجایی است و یا نوشتار، سه هجایی است.). این مطالعه، بینشهایی را ارائه میدهد و میتواند درمانهای اختلالات گفتار و زبان را متحول کند.
این تحقیق نه تنها درک ما را از زیربنای عصبی گفتار، افزایش میدهد، دری را به روی توسعه فناوریهایی برای تولید گفتار مصنوعی، باز میکند و به افراد مبتلا به اختلالات عصبی تاثیرگذار بر این ارتباطات، امیدواری میدهد.
حقایق کلیدی:
پروبهای نوروپیکسل برای ثبت فعالیت نورونهای فردی- که در برنامهریزی و تولید گفتار دخیل هستند- استفاده شد و فرآیندهای پیچیده ی مغز برای تولید زبان را آشکار کرد.
این مطالعه گروههای جداگانهای از نورونها را شناسایی کرد که به صحبت کردن و گوش دادن، اختصاص داده شدهاند و اینکه چگونه مغز، صداهای گفتاری را قبل از صحبت کردن، میسازد.
این تحقیق می تواند به توسعه ی پروتزهای مصنوعی گفتار و درمان طیف گسترده ای از اختلالات عصبی موثر بر گفتار و زبان، منجر شود.
منبع:Mass General
با استفاده از تکنیکهای پیشرفته ثبت فعالیت مغز، یک مطالعه جدید به رهبری محققان بیمارستان عمومی ماساچوست (MGH) نشان میدهد چگونه نورونهای مغز انسان با هم کار میکند و به انسان اجازه میدهد در مورد کلماتی که میخواهد بگوید فکر کنند و سپس آنها را با صدای بلند از طریق گفتار، تولید کند.
این یافتهها با هم، نقشهای دقیق از نحوه ی نمایش صداهای گفتاری مانند صامتها و مصوتها در مغز، قبل از اینکه حتی به زبان بیایند و در طول تولید زبان به هم متصل شوند، ارائه میکند.
این کار که در مجله یNatureمنتشر شده است، بینشی را در مورد نورون های مغز نشان می دهد که تولید زبان را قادر می سازد. این مطالعه می تواند منجر به بهبود درک و درمان اختلالات گفتار و زبان شود.
زیو ویلیامز،دانشیار جراحی مغز و اعصاب در MGH و دانشکده ی پزشکی هاروارد و نویسنده ی ارشد این مقاله میگوید: «اگرچه تکلم، معمولاً آسان به نظر میرسد، اما مغز ما مراحل شناختی پیچیدهای را در تولید گفتار طبیعی انجام میدهد؛ از جمله به دست آوردن کلماتی که میخواهیم بگوییم، برنامهریزی حرکات مفصلی و تولید صداهای مورد نظر.»
مغز ما این شاهکارها را به طرز شگفتآوری سریع یعنی حدود سه کلمه در ثانیه در گفتار طبیعی و با خطاهای بسیار کم، انجام میدهد.
با این حال، چگونگی دستیابی ما به این شاهکار، همچنان یک راز باقی مانده است.»
وقتی ویلیامز و همکارانش از فناوری پیشرفتهای به نام کاوشگر نوروپیکسل برای ثبت فعالیتهای تک نورون در قشر جلوی مغز یعنی ناحیه پیشانی مغز، استفاده کردند، سلولهایی را شناسایی کردند که در تولید زبان نقش دارند و ممکن است زمینه ساز توانایی صحبت کردن، باشند.
آنها همچنین دریافتند گروه های جداگانه ای از نورون ها در مغز، وجود دارد که به صحبت کردن و گوش دادن اختصاص داده شده است.
استفاده از کاوشگرهای نوروپیکسل در انسان برای اولین بار در MGH آغاز شد.
ویلیامز- که برای ایجاد این داده ها با سیدنی کش، MD، PhD، استاد نورولوژی در MGH و دانشکده پزشکی هاروارد، کار کرده است- می گوید: این کاوشگرها قابل توجه هستند؛ آنها کوچکتر از عرض یک موی انسان هستند، با این حال آنها دارای صدها کانال هستند که قادر به ثبت همزمان فعالیت ده ها یا حتی صدها نورون منفرد میباشد. این پروبها در فضای بیرون سلول قرار میگیرند و میتوانند اطلاعات سلول های عصبی را در زمان فعالیت خاصی، ثبت کنند.
استفاده از این کاوشگرها میتواند بینش بیسابقهای را در مورد چگونگی عملکرد نورونها در انسان و نحوه ی کار آنها برای ایجاد رفتارهای پیچیده ی انسانی مانند تکلم، ارائه دهد.
دکتر سید سلمان فاطمی . نورولوژیست, [02/07/2024 08:20 ب.ظ]
این مطالعه نشان داد چگونه نورونهای مغز برخی از اساسیترین عناصر دخیل در ساخت کلمات گفتاری را شامل صداهای گفتاری ساده به نام واج ها و مجموعه ی آنها به رشتههای پیچیدهتر مانند هجاها را انجام میدهند.
برای مثال، صامت «دا» که با لمس زبان به کام سخت در پشت دندان، به وجود میآید، برای تولید کلمه داگ لازم است.
با ثبت فعالیت تک تک سلول های عصبی، محققان دریافتند که نورون های خاصی- قبل از اینکه این واج با صدای بلند، بیان شود- فعال می شوند. سایر نورونها جنبههای پیچیدهتری از ساخت کلمه مانند ترکیب خاص واجها را در هجاها ایجاد میکنند.
محققان با فناوری خود، نشان دادند می توان به طور قابل اعتمادی صداهای گفتاری را تعیین کرد که افراد قبل از بیان آن، مشخص می کنند.
به عبارت دیگر، دانشمندان میتوانند پیشبینی کنند که چه ترکیبی از صامتها و مصوتها پیش از بیان واقعی کلمات ایجاد میشود.
این قابلیت می تواند برای ساخت پروتزهای مصنوعی یا رابط های مغز- ماشین با قابلیت تولید گفتار مصنوعی مورد استفاده قرار گیرد و این، می تواند برای طیف وسیعی از بیماران مفید باشد.
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 ی مغزی، آسیب مغزی پس از ضربه، تومورها، اختلالات عصبی، اختلالات رشد عصبی و موارد دیگر مشاهده میشود.
امید اینکه درک بهتر مدارهای اساسی عصبی- که گفتار و زبان را امکان پذیر میسازد- راه را برای توسعه ی درمانهای این اختلالات، هموار کند.
محققان امیدوارند با مطالعه ی فرآیندهای زبانی پیچیدهتر، کار خود را گسترش دهند. این کار، به آنها امکان می دهد سؤالات مربوط به نحوه ی انتخاب کلمات را پاسخ دهند و مشخص کنند مغز چگونه کلمات را در جملاتی که افکار و احساسات فرد را به دیگران منتقل میکند جمعآوری میکند.
تحقیق اصلی
عناصر تک عصبی تولید گفتار، در انسان (https://www.nature.com/articles/s41586-023-06982-w) توسط زیو ویلیامز و همکاران. مجله ی نیچر
خلاصه
عناصر تک عصبی تولید گفتار در انسان
انسان ها قادر به ایجاد ترکیبات حرکتی بسیار متنوع برای تولید گفتار معنادار هستند. این توانایی برای هماهنگ کردن توالی های آوایی و هجایی خاص و عطف آنها در مقیاس های زمانی متفاوت، به ما امکان می دهد هزاران صدا و کلمه را تولید کنیم که جزء اصلی زبان است.
با این حال، واحدها و ساختارهای بنیادین سلولی که به وسیله ی آنها کلمات را در طول گفتار، برنامه ریزی و تولید می کنیم، تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است. در اینجا، با استفاده از ثبت های ریز نوروپیکسلها با چگالی فوقالعاده بالا- که قادر به نمونهبرداری از ستون قشر مغز در انسان هستند- نورونهایی را در قشر پیش پیشانی غالب prefrontal- که در زبان نقش دارد- کشف میکنیم. این سلول ها، اطلاعات دقیقی را در مورد آرایش آوایی و ترکیب کلمات برنامهریزیشده در طول تولید گفتار طبیعی، کدگذاری میکنند.
این نورونها نظم و ساختار خاص رویدادهای زیاد پیوسته به هم را قبل از بیان، نشان میدهند و تقسیمبندی دنبالههای آوایی را به هجاهای متمایز، منعکس میکنند. آنها همچنین مولفه های آوایی، هجا و صرف کلمات آینده را به دقت پیش بینی می کنند و پویایی منظم زمانی را نشان میدهند.
در مجموع، ما نشان میدهیم که چگونه مخلوط این سلولها به طور گسترده در امتداد ستون قشر مغز، سازماندهی شدهاند و چگونه الگوهای فعالیت آنها از برنامهریزی به تولید، تغییر میکند.
ما همچنین نشان میدهیم که چگونه این سلولها به طور قابل اعتمادی ترکیب دقیق صداهای صامت و مصوت را در حین ادراک، دنبال میکنند و چگونه فرآیندهای مربوط به صحبت کردن را از موارد مربوط به گوش دادن، متمایز میکنند.
این یافتهها، سازماندهی قابل ملاحظه و ساختار یافته و آبشار رمزگذاری از بازنماییهای آوایی را توسط نورونهای پیشپیشانی در انسان نشان میدهد و فرآیند سلولی ای را معرفی میکند که میتواند از تولید گفتار، پشتیبانی کند.
🤟https://neurosciencenews.com/speech-production-neurons-25549/?fbclid=IwAR0rahKFToqrLiHXynCn6pgASjhHfAqwCMSyueGaS_NnQ6D9EMV9CZt_oR0
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031