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大脑的计算机模拟可以预测中风幸存者的语言恢复

在波士顿大学,一组研究人员正在努力更好地了解语言和语音在大脑中的处理方式,以及如何最好地恢复因中风、创伤或其他类型的脑损伤而失去交流能力的人的脑损伤。这种类型的语言丧失被称为失语症,这是一种由负责语言产生和处理的大脑部分受损引起的长期神经系统疾病,在美国影响了超过一百万人。

“这是一个巨大的问题,”BU 失语症研究实验室和健康与康复科学学院的主任 Swathi Kiran 说:萨金特学院研究副院长以及 James 和 Cecilia Tse Ying 神经康复教授。“这是我们实验室正在努力在多个层面解决的问题。”

在过去十年中,Kiran 和她的团队一直在研究大脑,以了解随着人们通过言语治疗提高语言技能时大脑是如何变化的。最近,他们开发了新方法来预测一个人甚至在开始治疗之前的改善能力。在发表在《科学报告》上的一篇新论文中,BU 和德克萨斯大学奥斯汀分校的 Kiran 和合作者报告说,他们可以预测说流利英语和西班牙语的西班牙裔患者的语言恢复 - 一群失语症患者特别有长期患病的风险语言损失——使用复杂的大脑计算机模型。他们说,这一突破可能会改变语言治疗领域和受失语症影响的中风幸存者的游戏规则。

“这篇 [论文] 使用计算模型来预测真正服务不足的神经系统疾病人群的康复结果,”基兰说。Kiran 说,在美国,西班牙裔中风幸存者获得保险的可能性几乎是所有其他种族或族裔群体的两倍,因此他们在获得语言康复方面遇到了更大的困难。最重要的是,尽管患者在家中可能会说多种语言,但通常语言治疗仅提供一种语言,这使得临床医生很难确定患者应该接受哪种语言的治疗。

“这项工作始于这样一个问题,‘如果有人在这个国家中风,而 [患者] 会说两种语言,他们应该用哪种语言接受治疗?’”基兰说。“如果他们接受英语治疗,他们更有可能改善吗?还是西班牙语?”

这种首创的技术通过使用复杂的神经网络模型来模拟语言障碍的双语者的大脑,以及他们的大脑对英语和西班牙语治疗的反应,从而满足了这一需求。然后,该模型可以确定治疗期间要针对的最佳语言,并预测治疗后的结果,以预测一个人恢复语言技能的程度。他们发现这些模型可以用治疗语言准确预测治疗效果,这意味着这些计算工具可以指导医疗保健提供者制定最佳的康复计划。

“人们越来越认识到,来自不同人群的人——无论是种族、民族、不同的残疾、社会经济地位——都没有得到相同水平的 [医疗保健],”基兰说。“我们在这里试图解决的问题是,对于我们的患者而言,他们最糟糕的健康差距是;数据显示,他们来自无法获得良好护理的人群,并且他们有沟通问题[由于失语症]。”

作为这项工作的一部分,该团队正在研究一种语言的康复如何影响另一种语言的康复——学习英语中的“狗”这个词会导致患者回忆起西班牙语中“狗”这个词吗?

“如果你会双语,你可能会在语言之间来回切换,而我们[在我们的实验室]试图做的就是将其用作治疗手段,”基兰说。

使用这项技术的临床试验已经在进行中,很快将提供更清晰的图片,说明如何在医院和临床环境中潜在地实施这些模型。

“我们正在努力开发有效的治疗方案,但我们也试图将患者作为一个整体来处理,”基兰说。“这就是为什么我们非常关心这些健康差异和患者的整体健康状况。”

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