درک چگونگی تبدیل گفتار به ارتعاشات لمسی می تواند برای افراد کم شنوا مفید باشد

محققان مرکز پزشکی دانشگاه جورج تاون، با همکاری دانشگاه جورج واشنگتن، از درک خود از پردازش گفتار شنیداری در مغز استفاده کردند تا داوطلبان را قادر به درک گفتار از طریق حس لامسه کنند. این ممکن است به طراحی دستگاه‌های جایگزین حسی جدید کمک کند – به عنوان مثال، صدا را با لمس کردن – برای افراد کم‌شنوا تعویض می‌کند. یافته ها در مجله منتشر شد مجله علوم اعصاب در 17 مه 2023.

ماکسیمیلیان ریزنهوبر می‌گوید: «در چند سال گذشته، درک ما از نحوه پردازش اطلاعات از حواس مختلف توسط مغز بسیار گسترش یافته است، زیرا در حال شروع به درک نحوه اتصال شبکه‌های مغز در مسیرهای حسی مختلف، مانند بینایی، شنوایی و لامسه هستیم. دکترا، استاد گروه علوم اعصاب در مرکز پزشکی دانشگاه جورج تاون و نویسنده ارشد این مطالعه.

به عنوان مثال، کار قبلی نشان داده است که کلمات خط بریل می توانند نواحی بینایی مغز افراد نابینا را فعال کنند. این نشان می دهد که ورودی از سیستم لمسی سیستم بینایی آنها را فعال می کند. ارتباطات مشابهی در افراد بدون اختلالات حسی مانند ارتباط بین شنوایی و شنوایی وجود دارد. سیستم لمسی. این اتصالات امکان جالبی را ارائه می دهد که ممکن است پردازش گفتار از طریق حس لامسه با ارائه روشی برای ادغام مؤثر اطلاعات از حس لامسه به سیستم گفتار شنیداری امکان پذیر باشد.

با توجه به امکان اتصال لمس و شنوایی، چالش محققان تبدیل کلمات گفتاری به الگوهایی از ارتعاش بود که ورودی “طبیعی” را برای نواحی مغزی که کلمات گفتاری را پردازش می‌کنند، فراهم کند. آنها با Lynne Bernstein، Ph.D.، Silvio Eberhardt، Ph.D.، و Edward Auer، Ph.D. در دانشگاه جورج واشنگتن، که سابقه طولانی در تحقیق گفتار ارتعاشی دارند و مبدل ارتعاشی ایجاد کردند، همکاری کردند. می تواند در داخل یک اسکنر تشدید مغناطیسی استفاده شود.

برای آزمایش فرضیه خود، تیم های تحقیقاتی 20 داوطلب را آموزش دادند تا 60 کلمه ایجاد شده توسط یکی از دو فرآیند تبدیل شنوایی به ارتعاش را تشخیص دهند. مغز داوطلبان قبل و بعد از آموزش اسکن شد تا مشخص شود که گفتار تبدیل شده توسط ارتعاش در کجا در مغز تشخیص داده می شود.

سریکانت دامرا، سرپرست تیم تحقیق، دکتر اسریکانت دامرا، که این تحقیق را در جورج تاون انجام داده است، گفت: «به طور قابل توجهی، ما متوجه شدیم که گفتار تبدیل شده توسط ارتعاش می تواند سیستم تشخیص گفتار شنیداری مغز را به همان روشی که گفتار شنیداری فعال می کند، فعال کند. ساکن بیمارستان ملی کودکان در واشنگتن دی سی

متغیر کلیدی در آزمایش، فرآیند تبدیل شنوایی به ارتعاش بود. در گروه اول 10 نفره، کلمات به شیوه‌ای سیال با هدف شباهت به گفتار شنیداری تبدیل شدند، در حالی که در گروه دوم، تبدیل کلمه‌ای را به واج‌ها تبدیل کرد و الگوهای تکه‌ای متمایز (مانند کد مورس) تولید کرد. تنها در گروه اول بود که محرک‌های ارتعاشی مانند کلمات گفتاری در مغز درک می‌شدند و کلمات ارتعاشی سیستم گفتار شنیداری را پس از تمرین فعال می‌کردند.

ریزنهوبر می‌گوید: «این یافته بسیار مهم است زیرا دری را برای توسعه دستگاه‌های جایگزین حسی بهتر باز می‌کند که هدف آن جایگزینی عملکرد حسی از دست رفته است. “هدف نهایی ما اتصال حواس جدید به شبکه هایی است که مغز برای پردازش ورودی به طور معمول از آنها استفاده می کند، به طوری که جایگزینی حسی بدون دردسر به نظر می رسد و طبیعی تلقی می شود – در حالت ایده آل، افراد حتی متوجه نمی شوند که گفتار را از طریق لمس درک می کنند.”