研究者は人間の言葉の基礎となるニューロン活動を発見します

ジャカルタ - 脳内の何百ものニューロンの活動パターンは、人が話す前に言語、単語の意味、文の構造、そして発話の文脈についてヒントを与えることができます。この発見は、コミュニケーション障害を持つ人々を助けるための技術開発の基礎となり得る。

国立衛生研究所(NIH)は、7月15日水曜日に引用された公式ウェブサイトを通じて、参加者が会話をしている間に人間の脳内の単一細胞活動の記録を分析するために機械学習モデルを使用する研究を述べた。

データは、てんかんを監視するために8人の患者に埋め込まれたマイクロエレクトロデの配列から得られます。このツールは言語研究のために特別に設置されていません。

マイクロエレクトロデは、神経細胞またはニューロンからの電気信号を記録するために使用される非常に小さなサイズのデバイスです。

ボストンのマサチューセッツ総合病院の研究者は、その後、各参加者と英語で自然な会話を録音しました。議論されたトピックは多岐にわたりました。

研究者は、会話のタイミングを、前頭側頭皮質の何百ものニューロンの活動と一致させました。脳のこの前部と側面の領域は、以前は発話の生成と関連付けられていた。

そして、自然言語処理モデルを使用して、2つのデータセット間の関係を検索します。自然言語処理は、コンピュータが人間の言語を分析するために使用される技術です。

その結果、参加者が話す直前のニューロン活動は、会話のトピックが何であれ、次の発言の多くの要素を予測するために使用できます。

研究はまた、ニューロン間のタスク分割を発見しました。一部の神経細胞は、特定の単語の意味や機能などの基本的な情報を反映しています。他のニューロンは、フレーズを構成された文にグループ化することなど、より複雑なプロセスに関連しています。

このモデルは、似ている単語やフレーズを区別することもできます。この結果は、ニューロンの活動が文内の特定の文脈を捉えることを示しています。

「この詳細な観察は、脳がどのように発話を生成し、最終的にコミュニケーション障害のある人々の能力を回復するための技術を開発するのかをより完全に理解するために必要です」と、国立難聴研究所のディレクターであるデバラ・トゥッチは述べています。

研究の筆頭著者であるチン・カイ氏は、この研究は脳領域だけでなく、発話の生成プロセスを細胞レベルで初めて記述したと述べた。

「これらの基本的な要素を見つけた後、私たちは非常に興味深い質問のいくつかに答えるための基盤を持っています」とマサチューセッツ総合病院の研究者兼講師は言いました。

この研究では、参加者が発話を生み出す前に現れるニューロンの活動を調べました。この研究には、てんかんのモニタリングを受けた8人の患者が含まれていました。

NIHは、この結果は、神経活動を機械的音声に変換する新しい技術の開発を支援する可能性があると述べた。この技術は、コミュニケーション障害を持つ人々の神経活動を音声に変えるのに役立ちます。