Сигнал мозга, который показывает, когда человек понял естественную речь, может дать ключ к сознанию у пациентов с комой и позволить раннее выявление деменции.
Люди говорят со скоростью от 120 до 200 слов в минуту. Мы едва замечаем, что наши мозги вычисляют этот поток диалога, мгновенно интерпретируя слоги и предложения, чтобы мы могли понять. Но изучение того, как наши мозги обрабатывают смысл слов в контексте, является сложным.
Команда во главе с исследователями из Тринити-колледжа в Дублине объединила технологию мониторинга мозга с машинным обучением, чтобы помочь определить ключевые моменты понимания при прослушивании повествовательной речи.
Электроэнцефалография (ЭЭГ) контролирует активность мозга через проводные электроды, расположенные вдоль кожи головы, которые обнаруживают электрические сигналы, когда мозг реагирует на стимулы, такие как звуки, взгляды и запахи. Он использовался для изучения реакции мозга на несоответствующие слова в предложении, но не для изучения его ответа на естественную речь.
Исследователи использовали компьютерную модель для оценки значимости слов в аудиокнигах на основе того, как каждое слово относится к предыдущим в предложении или параграфе. Затем участники слушали аудиокниги, пока их мозговая деятельность контролировалась.
Слова, несущие наибольшее значение, должны вызывать сильнейший ответ ЭЭГ, и действительно большие всплески произошли в течение нескольких сотен миллисекунд слов, которые предсказанная модель вызовет понимание. Это говорит о том, что наш мозг почти мгновенно вычисляет семантическое сходство каждого слова с предыдущими словами. Сильные сигналы возникли из центральной теменной доли — области мозга, которая обрабатывает сенсорную информацию.
Сигналы исчезли, когда участники прослушали аудиокнигу в обратном порядке, так что это звучало бессмысленно. Команда также принимала показания ЭЭГ, в то время как фоновый шум затруднял прослушивание и когда слушателю приходилось различать два конкурирующих динамика, имитируя ситуации в реальном мире, такие как шумный бар. В обоих случаях показания ЭЭГ показали нарушение понимания.
Исследователи отмечают, что сигнал очень чувствителен к тому, «понимают ли субъекты речь, которую они слышат, и обращают ли они внимание на эту речь», добавив, что «время, затрачиваемое на семантическую обработку разных слов, обязательно зависит от самих слов, их контекста и условия прослушивания «.
Этот относительно дешевый и простой тест может помочь врачам обнаружить ранние признаки деменции и предоставить важную информацию семьям и воспитателям. Эд Лалор из Тринити-колледжа в Дублине сказал: «Потенциальные приложения включают в себя тестирование развития языка у младенцев или определение уровня функции мозга у пациентов с пониженным состоянием сознания».
Будучи высокотехнологичным будущим, Лалор считает, что носимые устройства ЭЭГ могут мгновенно подтвердить, понял ли человек в особо опасной работе, такой как солдат или пилот, инструкции.
