Профессионалам - профессиональную рассылку!
Подпишитесь, чтобы получать актуальные новости и специальные предложения от «Учительской газеты», не выходя из почтового ящика
Мы никому не передадим Вашу личную информациюНаучившись говорить, мы произносим слова автоматически, не задумываясь, что за этим стоит сложная работа целого ряда органов. Если в этой цепочке возникают какие-то нарушения, то способность к речи может быть частично или полностью утрачена. Недавно сотрудники лаборатории безопасных биомедицинских технологий Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) совместно со специалистами НИИ онкологии Томского НИМЦ при поддержке Российского научного фонда разработали программно-аппаратный комплекс по восстановлению речи для онкологических больных, перенесших операцию на гортани.
В формировании речи участвуют язык, горло, голосовые связки. При онкологических заболеваниях нередко приходится удалять ткани в области шеи и горла, а то и всю гортань, причем восстановить их до прежнего, здорового, уровня не представляется возможным. В результате пациент после операции испытывает проблемы с речью. Например, ему сложно бывает произносить какие-то звуки, или речь вообще становится невнятной. Ясно, что качество жизни человека снижается, так как ему сложно контактировать с другими людьми.
Единственный способ помочь таким людям – это специальные тренировки. Томские ученые создали методику восстановления речи с использованием технических методов и математического моделирования. В ней используются интеллектуальная система измерения параметров голоса, принципы биологической обратной связи, а также технологии нейронных сетей. В частности, при помощи нейросетей глубокого обучения проводится сравнительная оценка разборчивости произнесения пациентом отдельных слогов. Первая версия программы была внедрена в Томском НИИ онкологии еще в 2004 году. В дальнейшем на ее основе была разработана новаторская методика, позволяющая на более современном уровне решать проблему реабилитации голосовой функции.
На первом этапе происходит оценка громкости и продолжительности речи пациентов. Эти опции присутствовали уже в первой программной версии. В новом варианте определяется частота основного тона голоса в режиме реального времени.
«Нам удалось добиться снижения погрешности определения частоты основного тона до 1-3%, в предыдущей версии программного обеспечения эта погрешность составляла 6-15%, – рассказывает Сергей Харченко, один из разработчиков программы, аспирант кафедры комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем (КИБЭВС) ТУСУР. – Важно, что это удалось реализовать в режиме реального времени. Программе достаточно 15 миллисекунд для определения, с какой частотой пациент произнес необходимый звук, фразу длительностью в 50 миллисекунд. Это значит, что программа сразу же даст отклик: на экране компьютера появится надпись, получилось ли взять необходимую частоту».
Предполагается, что тренировки с помощью новой технологии позволят уменьшить срок реабилитации, повысить ее эффективность, а также улучшить социальную адаптацию и качество жизни пациентов.
«Разработка исключает человеческий фактор, позволяет проводить анализ объективно и точно, – говорит ведущий научный сотрудник отдела опухолей головы и шеи НИИ онкологии Томского НИМЦ Лидия Балацкая. – В настоящее время она оказывает реальную помощь онкологическим больным: программу реабилитации с использованием комплекса прошел 21 пациент». По словам Балацкой, срок реабилитации по новой методике составляет 3-4 недели, тогда как по старой на это уходило от двух месяцев до полугода.
Также ученые постоянно ищут способы помочь тем, кто полностью или частично утратил речь после инсультов и других мозговых нарушений.
Мы говорим благодаря тому, что в нашем мозгу имеются центры, управляющие речью. Даже если все в порядке с остальными органами, отвечающими за речь, при нарушении нейронных связей возникают проблемы. Человек вообще не может говорить, либо его речь становится медленной и неразборчивой. Скажем, если ребенок страдает дислексией, ему сложно ассоциировать буквы со звуками. В результате он с трудом соединяет отдельные слоги в слова, а тем более слова в предложения, часто пишет и говорит с ошибками. Наверняка вы встречали детей, а то и взрослых, у которых «каша во рту». И не всегда в такой ситуации помогает логопед.
До недавнего времени считалось, что причина дислексии кроется в нарушении звукового восприятия. Однако нейробиологи из Левенского католического университета (Бельгия) опровергли это мнение. Они пришли к выводу, что при этой патологии нарушается обмен данными между слуховыми анализаторами и другими языковыми центрами нашего мозга, которые занимаются распознаванием речи, скажем, отличают одни звуки от других, фиксируют продолжительность и ритм произносимых слов. Если бы все дело было, грубо говоря, только в ушах, то дислексики просто не понимали бы обращенной к ним речи, полагают ученые. Между тем у них нет проблем с восприятием слов, произнесенных вслух. Сравнив мозговую активность двух групп взрослых людей – нормальных и страдающих дислексией, бельгийцы обнаружили, что все они воспринимают звуки абсолютно одинаково, следовательно, нет смысла в данном случае говорить об аномалии первичных или вторичных слуховых анализаторов.
Тем не менее были зафиксированы различия в структуре белого вещества, которое соединяет слуховую кору с левой нижней лобной извилиной. В задачи последней как раз и входит обработка словесной информации, что приводит к формированию речи. Белое вещество способствует передаче информации между мозговыми центрами, а у дислексиков координация между слуховым и речевым центрами оказалась нарушена.
Не исключено, что, разобравшись в механизмах возникновения этого недуга, можно будет улучшить связь между соответствующими мозговыми центрами, используя щадящие методы, не требующие хирургического вмешательства.
Что же касается тех, у кого в результате инсультов или травм нарушилась работа речевых центров, то им, возможно, поможет имплантация специального чипа, который сможет восстановить разорванные нейронные связи. Такие устройства сегодня уже разработаны в большом количестве и проходят испытания.
Лада КОВАЛЕНКО
Подпишитесь, чтобы получать актуальные новости и специальные предложения от «Учительской газеты», не выходя из почтового ящика
Мы никому не передадим Вашу личную информацию
Для добавления комментария вы должны быть авторизированы.