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Si può dare "voce" a chi ha perso l'uso della parola?

Aggiornamento: 8 lug 2021

Con i pattern cerebrali si può ripristinare questa capacità. Un pattern è un modello, uno schema, una struttura, una porzione di suono o una parola (o immagini) che può essere preso come riferimento o ripetuto all'infinito.



Uno studio di neuroscienza, individua cataloga dei "pattern fonatori" e fa luce sulle reti cerebrali che si attivano durante il parlato nella corteccia motoria. Potrebbero contenere la chiave per ripristinare il discorso alle persone che ne hanno perso la capacità. Vengono stabiliti dei "modelli cerebrali" che possono prevedere parole e sillabe. I neuroni nella corteccia motoria del cervello pensati come attivi soprattutto durante i movimenti di mani e braccia, si illuminano in modo simile anche durante il discorso. Questi modelli di attività cerebrale suggeriscono nuovi risultati pubblicati lo scorso mese su eLife.


Dimostrando che è possibile identificare sillabe o parole diverse da schemi di attività neurale, lo studio fornisce approfondimenti che potrebbero essere quindi utilizzati per ripristinare la voce nelle persone che hanno perso la capacità di parlare.


UNA VERA E PROPRIA SVOLTA


Parlare, implica un'azione motoria complessa, precisa e coordinata di tutti i muscoli che concorrono alla fonazione, che l'uomo compie inconsapevolmente. Studiarlo è affascinante e stimolante, perché sono davvero poche le opportunità di effettuare misurazioni all'interno del cervello di qualcuno mentre parla. Questo studio ha avuto luogo nell'ambito della sperimentazione clinica pilota BrainGate2 Brain-Computer Interface *, che sta testando un dispositivo informatico in grado di "comunicare" con il cervello, contribuendo a ripristinare la comunicazione e fornire il controllo di protesi come le braccia robotiche (video).


I ricercatori hanno studiato il discorso registrando l'attività cerebrale da matrici multi-elettrodo (MEA), precedentemente posizionate nella corteccia motoria di due persone che hanno preso parte allo studio BrainGate 2. Ciò ha permesso di analizzare i tempi e la posizione degli spari di una vasta area, in cui un numero elevato di neuroni si attiva durante il discorso, piuttosto che pochi alla volta.


<<Ci siamo chiesti per la prima volta se i neuroni presenti nella corteccia motoria del cervello siano attivi durante il discorso.>>

spiega l'autore principale Sergey Stavisky, post-dottorato di ricerca presso il Dipartimento di Neurochirurgia e dell'Istituto di neuroscienze Wu Tsai e dell'Università di Stanford , Stati Uniti

<<Ci sembrava improbabile perché si tratta di un'area nota per il controllo dei movimenti di mani e braccia, non di parole. Ma gli indizi della letteratura scientifica e dei dati raccolti, suggeriscono che potrebbe esserci una sovrapposizione.>>

Per verificarlo, il team ha registrato l'attività neurale dei partecipanti durante un'attività di conversazione in cui hanno ascoltato una di 10 sillabe diverse o una di 10 diverse parole brevi. Dopo aver ascoltato il segnale "go" hanno pronunciato il suono richiesto.

I tassi di innesco dei neuroni sono cambiati fortemente durante la pronuncia di parole e di sillabe: i neuroni attivi sono risultati diffusi in tutta la parte della corteccia motoria. Inoltre, i tassi di sparo dei neuroni sono mutati notevolmente, non durante l'ascolto del suono, quanto nella riproduzione verbale. Questo cambiamento nell'attività neurale corrisponde anche a gruppi di suoni simili, chiamati fonemi, e corrisponde anche ai movimenti del viso e della bocca. Ciò suggerisce che sebbene vi sia una separazione ad alto livello del controllo di diverse parti del corpo attraverso la corteccia motoria, l'attività dei singoli neuroni si sovrappone.


Successivamente, il team ha eseguito un'analisi di "decodifica" per vedere se gli schemi di attivazione dei neuroni potrebbero rivelare informazioni su un suono specifico che viene pronunciato. Attraverso quasi 200 elettrodi, sono stati in grado di identificare quale delle diverse sillabe o parole stava dicendo il partecipante. In effetti, alcuni schemi di attività dei neuroni potrebbero prevedere correttamente un suono specifico, o mancanza di suono, in oltre l'80% dei casi.


<<L'attività cerebrale potrebbe aiutarci a capire quali parole le persone che non possono parlare stanno cercando di dire.>>

afferma la co-senior autrice Krishna Shenoy, investigatrice dell'Istituto medico Howard Hughes e Hong Seh e Vivian WM Lim Professoressa nella scuola di ingegneria e co-direttore del Neural Prosthetics Translational Laboratory (NPTL), presso la Stanford University.


<<Con questo studio abbiamo dimostrato che siamo in grado di identificare sillabe e parole che le persone dicono in base alla loro attività cerebrale. Ciò pone le basi per la sintesi o la produzione di testi e discorsi quando un paziente cerca di parlare.>>

conclude il co-autore autore Jaimie Henderson dell'Università di Stanford.

<<Ora è necessario ulteriore lavoro per sintetizzare il discorso continuo>>

A presto e...

...Buona Voce

Vocal Coach

Mariella Cesaroni


 

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Riferimenti


L'articolo "Dinamica dell'insieme neurale nella corteccia motoria dorsale durante il discorso nelle persone con paralisi" è liberamente accessibile online all'indirizzo https://doi.org/10.7554/eLife.46015

I contenuti, inclusi testo, cifre e dati, possono essere riutilizzati gratuitamente con una licenza CC BY 4.0.


* Ulteriori informazioni sullo studio BrainGate2 sono disponibili su https://www.braingate.org


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