一部の人々は、脳損傷や病気が外界とのコミュニケーションの線を傷つけたために、考えたり感じたりすることはできませんが、自分自身を表現することができず、心に閉じ込められています。
このような状況にある人々を助けるために、セントルイスのワシントン大学医学部の科学者たちは、光を使って誰かの頭の中で何が起こっているのかを検出できることを示しました。 研究者は、頭の外側から内側に放射されたLED光を使用して、視覚処理を担当する脳領域の活動を検出し、脳信号をデコードして、人が見ているものを判断します。
この偉業を達成するには、言語デコードのはるかに複雑な問題の解決にフィールドを一歩近づけるニューロイメージングツールと分析技術の開発が必要でした。
脳信号の研究
研究、 ジャーナルNeuroImageでオンラインで入手可能、の可能性を示しています 高密度拡散光学トモグラフィー（HD-DOT）。 このようなアプリケーションで潜在的に役立つのに十分な感度と精度を備えた、非侵襲的でウェアラブルな光ベースの脳イメージング技術。
「MRIは脳信号の解読に使用できますが、スキャナーが必要であり、通信するたびに誰かがスキャナーについて考えることを期待することはできません」と上級著者は述べています。 ジョセフ・P・カルバー、ワシントン大学の放射線学教授。
この光学的方法により、ユーザーは椅子に座って帽子をかぶって、この技術を使って人々とコミュニケーションをとることができます。 私たちはまだそこにいるわけではありませんが、進歩しています。 この記事で示したのは、光トモグラフィーを使用することで、90％を超える精度で一部の脳信号をデコードできることです。これは非常に有望です。
ジョセフ・P・カルバー
脳信号を解読するための技術がどのように機能するか
脳のいずれかの領域で神経活動が増加すると、酸素化された血液が急いで活動を促進します。 HD-DOTは光を使用してこの血液供給を検出します。 参加者は、小さなLEDから頭に光を伝達する数十本のファイバーを備えたキャップを着用します。 光が頭を透過した後、検出器は血流の変化の結果としての脳組織の色の動的な変化をキャプチャします。
カルバー、筆頭著者、彼の学生 カリヤントリパシー と同僚は、脳信号をデコードするためのHD-DOTの可能性を評価するために着手しました。 彼らは視覚系から始めました。視覚系は最もよく理解されている脳機能のXNUMXつだからです。
脳信号の読み取りはどのように完成されましたか？
FASE 1
研究者たちは簡単に始めました。 彼らはXNUMX人の参加者をXNUMX分からXNUMX分の複数のセッションに募集しました。参加者は視野の左側または右側に一度に数秒間チェッカーボードのパターンを示し、画像がない間は一時停止しました。
研究者はボードの正しい位置（左、右、またはまったく見えない）を特定することができました 75％から98％の精度で。
FASE 2
最初の「トレーニング」の後、研究者たちは問題をより複雑にしました。 彼らは参加者に毎秒10度回転するチェッカーボードウェッジを見せました。 26人の参加者がXNUMXつの別々の日にXNUMXつのXNUMX分間のシフトに座った。 同じモデルとテスト実行戦略を使用して、研究者はXNUMX度以内のくさびの位置を正確に特定することができました。
複雑に聞こえますか？ このビデオであなたがもっと理解しているかどうか見てください：
調査結果は、脳性麻痺、脳卒中、または他の同様の状態のために自分自身を表現するのに苦労している人々のコミュニケーションを促進するという究極の目標に向けた第一歩です。
そしていま？
「ボードを調べて、誰かが内部でどの単語を言葉で表現しているかを把握することは、大きな飛躍のように感じます」とCulver氏は言います。 「しかし、原則の多くは同じです。 目標は人々のコミュニケーションを支援することであり、これらの脳信号を解読することによって私たちが学んだことは、この目標に向けた確かな一歩です。」
