Laptop laat horen wat hersenen willen zeggen

Nederlandse en Duitse wetenschappers zijn erin geslaagd om iemand via een laptop het woord te laten horen waaraan zij precies op dat moment dacht. Het betekent een belangrijke stap in het onderzoek dat tot doel heeft om mensen met ernstige spraakstoornissen te laten communiceren. In deze studie lieten onderzoekers van de Universiteit Maastricht, de universiteit van Bremen en expertisecentrum Kempenhaeghe een epilepsiepatiënte met diepte elektroden in haar hersenen via machine learning en in real time het woord horen dat zij zelf wilde uitspreken. De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Communications Biology.  

Hersenen

Aan het begin van de studie las de bewuste patiënte enkele teksten voor. Daaruit destilleerde de computer via machine learning de relatie tussen de uitgesproken woorden en de hersenactiviteit. Ten slotte genereerde het systeem rechtstreeks audio uit de gemeten hersensignalen, zelfs wanneer de patiënte zich alleen maar inbeeldde te spreken. “Ons systeem laat zien dat ingebeelde spraak en normale spraak enkele onderliggende hersenprocessen delen”, zegt onderzoeksleider Christian Herff. “Onze datamodellen die zijn gebaseerd op hersenactiviteit van normale spraak werken namelijk ook voor ingebeelde spraak.” Herff werkte voor deze studie nauw samen met neurochirurg Pieter Kubben van het Maastricht UMC+. Hij plaatste namelijk de diepte elektroden in het brein van de epilepsiepatiënte. Dat gebeurt vaker wanneer epilepsiepatiënten onder behandeling staan van de neurologen in Kempenhaeghe en duidelijk moet worden in welk deel van de hersenen precies de epilepsieaanvallen plaatsvinden.

Spraakstoornissen

Het bijzondere resultaat van deze studie naar imagined speech is een belangrijke stap voorwaarts in het onderzoek naar de ontwikkeling van een neuroprothese voor spraak. Mensen met ernstige spraakstoornissen als gevolg van niet-aangeboren hersenletsel, denk bijvoorbeeld aan de gevolgen van een herseninfarct, zouden zo op een min of meer natuurlijke wijze weer kunnen communiceren. "Na deze eerste haalbaarheidsstudie met 100 afzonderlijke woorden breiden we op dit moment onze experimenten uit om patiënten in staat te stellen spraakverbeelding goed te oefenen en begrijpelijke zinnen te produceren”, aldus Herff.

Bron: Maastricht University