Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Фрэнк Х. Гюнтер (родился 18 апреля 1964 года, Канзас-Сити, Миссури) - американский вычислительный и когнитивный нейробиолог, чьи исследования сосредоточены на нейронных вычислениях, лежащих в основе речи , включая характеристику нейронных основ коммуникативных расстройств и разработку интерфейсов мозг-компьютер для восстановление связи. В настоящее время он является профессором речи, языка и слуха, а также биомедицинской инженерии в Бостонском университете .

Образование

Фрэнк Гюнтер получил степень бакалавра в области электротехники в Университете Миссури в Колумбии (1986), окончил его с отличием и занял первое место в инженерном колледже. Он получил степень магистра электротехники в Принстонском университете (1987) и докторскую степень. в когнитивных и нейронных системах Бостонского университета (1993).

Профессиональный

В 1992 году Гюнтер поступил на факультет кафедры когнитивных и нейронных систем Бостонского университета, получив должность в 1998 году. В 2010 году он стал заместителем директора программы магистратуры по нейробиологии и директором специализации по вычислительной нейробиологии в Бостонском университете. В том же году он присоединился к кафедре речи, языка и слуха в BU. Помимо назначений в Бостонский университет, Гюнтер был научным сотрудником Исследовательской лаборатории электроники Массачусетского технологического института с 1998 по 2011 год, а в 2011 году он стал научным сотрудником Института обучения и памяти Пикауэра при Массачусетском технологическом институте. С 1998 года он был участником программы PhD по биологии речи и слуху и технологиям вГарвардский университет - Отделение медицинских наук и технологий Массачусетского технологического института , а с 2003 года он был приглашенным научным сотрудником в отделении радиологии Массачусетской больницы общего профиля . Гюнтер прочитал множество программных и выдающихся лекций по всему миру и является автором более 55 реферируемых журнальных статей, касающихся нейронных основ речевого и моторного контроля, а также технологии интерфейса мозг-компьютер.

Исследование

Исследование Фрэнка Гюнтера направлено на раскрытие нейронных вычислений, лежащих в основе обработки речи человеческим мозгом. Он является создателем модели Directions Into Velocities of Articulators (DIVA) , которая в настоящее время является ведущей моделью нейронных вычислений, лежащих в основе производства речи. [1] [2] [3] [4] [5] Эта модель математически характеризует вычисления, выполняемые каждой областью мозга, участвующей в производстве речи, а также функцию взаимосвязей между этими областями. Модель была подтверждена широким спектром экспериментальных проверок предсказаний модели, включая исследования электромагнитной артикулометрии, изучающие речевые движения, [6] [7] [8][9] [10] исследования слуховых возмущений, включающие изменение обратной связи говорящего о его / ее собственной речи в реальном времени, [11] [12] [13] [14] и функциональные магнитно-резонансные исследования активности мозга во время речи, [ 12] [15] [16] [17], хотя некоторые части модели еще предстоит экспериментально проверить. Модель DIVA была использована для исследования нейронных основ ряда расстройств связи,том числе заикания [18] [19] апраксия речи , [20] [21] инарушением слуха речи. [8] [9] [10]

Помимо компьютерного моделирования и экспериментальных исследований, изучающих нейронные основы речи, Гюнтер руководит лабораторией нейронных протезов Бостонского университета, которая занимается разработкой технологий, которые могут декодировать сигналы мозга глубоко парализованных людей, особенно страдающих синдромом запертости. , чтобы управлять внешними устройствами, такими как синтезаторы речи, мобильные роботы и компьютеры. Команда Гюнтера получила широкое освещение в прессе в 2009 году, когда они разработали интерфейс мозг-компьютер для синтеза речи в реальном времени, который позволил заблокированному пациенту Эрику Рэмси воспроизводить гласные звуки в сотрудничестве с доктором Филипом Кеннеди (изобретателем нейротрофического электрода, используемого в исследование) и доктор Джонатан Брумберг. [22]Он также сделал заголовки своих исследований неинвазивных интерфейсов мозг-компьютер для коммуникации. [23] [24] В 2011 году Гюнтер основал Unlock Project , некоммерческий проект, направленный на предоставление бесплатных технологий интерфейса мозг-компьютер пациентам, страдающим синдромом запертости.

СМИ

Исследование Фрэнка Гюнтера широко освещалось в научных и основных СМИ, включая телевизионные ролики на CNN News , [25] PBS News Hour , [23] и Fox News ; [26] статьи в научно-популярных журналах Nature News , [27] New Scientist , [28] [29] Discover , [30] [31] и Scientific American ; [32] [33] [34] и освещение в основных СМИ в Esquire , [35] Wired , [36] The Boston Globe, [37] MSNBC , [38] и BBC News . [39]

Ссылки

  1. Перейти ↑ Guenther, FH (1994). Модель нейронной сети приобретения речи и производства речи моторного эквивалента. Биологическая кибернетика, 72, стр. 43-53.
  2. Перейти ↑ Guenther, FH (1995). Захват звука речи, коартикуляция и эффекты скорости в нейросетевой модели производства речи. Психологическое обозрение, 102, стр. 594-621.
  3. Перейти ↑ Guenther, FH, Hampson, M. , and Johnson, D. (1998). Теоретическое исследование систем отсчета для планирования речевых движений. Психологическое обозрение, 105, стр. 611-633. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9830375/
  4. Перейти ↑ Guenther, FH, Ghosh, SS, and Tourville, JA (2006). Нейронное моделирование и визуализация корковых взаимодействий, лежащих в основе производства слогов. Мозг и язык, 96, стр. 280-301.
  5. ^ Golfinopoulos Е., Tourville, JA, и Гюнтер, FH (2010). Интеграция крупномасштабного моделирования нейронных сетей и функциональной визуализации мозга в управление речевой моторикой. NeuroImage, 52, стр. 862-874.
  6. ^ Perkell, JS, Гюнтер, ФХ, Лейн, Х., Маттис, М.Л., Стокманн, Е., Tiede, М. и Zandipour, М. (2004). Отчетливость воспроизведения контрастов гласных звуков говорящими связана с их различением контрастов. Журнал Американского акустического общества, 116 (4) Pt. 1. С. 2338-2344.
  7. ^ Perkell, JS, Маттис, М.Л., Tiede, М., Лейн, Х., Zandipour, М., Marrone, Н., Стокманн, Е., и Гюнтер, ФХ (2004). Четкость контраста говорящих связана с их слуховой дискриминацией и использованием эффекта артикуляционной насыщенности. Журнал исследований речи, языка и слуха, 47, стр. 1259-1269.
  8. ^ a b Лейн, Х., Денни, М., Гюнтер, Ф.Х., Мэттис, М.Л., Менар, Л., Перкелл, Дж. С., Стокманн, Э., Тид, М., Вик, Дж., и Зандипур, М. (2005). Влияние блокады прикуса и слуха на производство гласных. Журнал Американского акустического общества, 118, стр. 1636–1646.
  9. ^ а б Лейн, Х., Денни, М., Гюнтер, Ф.Х., Хэнсон, Х., Маррон, Н., Мэттис, М.Л., Перкелл, Дж. С., Бертон, Э., Тид, М., Вик, Дж., и Зандипур, М. (2007). О структуре категорий фонем у слушателей с кохлеарными имплантатами. Журнал исследований речи, языка и слуха, 50, стр. 2-14.
  10. ^ a b Лейн, Х., Мэттис, М.Л., Денни, М., Гюнтер, Ф.Х., Перкелл, Дж. С., Стокманн, Э., Тид, М., Вик, Дж., и Зандипур, М. (2007). Влияние краткосрочных и долгосрочных изменений слуховой обратной связи на контрасты гласных и шипящих звуков. Журнал исследований речи, языка и слуха, 50, стр. 913-927.
  11. ^ Villacorta В.М., Perkell, JS, и Гюнтер, FH (2007). Сенсомоторная адаптация к возмущениям акустики гласных звуков обратной связи и ее отношение к восприятию. Журнал Американского акустического общества, 122, стр. 2306-2319.
  12. ^ a b Tourville, JA, Reilly, KJ, и Guenther, FH (2008). Нейронные механизмы, лежащие в основе контроля речи со слуховой обратной связью. NeuroImage, 39, стр. 1429-1443.
  13. ^ Patel, Р. Niziolek, С. Рейли, KJ, и Гюнтер, FH (2011). Просодические адаптации к возмущению высоты тона в бегущей речи. Журнал исследований речи, языка и слуха, 54, стр. 1051-1059.
  14. ^ Cai, С. Гош, С. С., Гюнтер, FH, и Perkell, JS (2011). Фокусные манипуляции с формантными траекториями раскрывают роль слуховой обратной связи в онлайн-контроле как внутрислогового, так и межслогового времени речи. Журнал неврологии, 31, стр. 16483-90.
  15. Перейти ↑ Ghosh, SS, Tourville, JA, and Guenther, FH (2008). Нейровизуализационное исследование латерализации премотора и вовлечения мозжечка в производство фонем и слогов. Журнал исследований речи, языка и слуха, 51, стр. 1183-1202.
  16. ^ Bohland, JW и Гюнтер, FH (2006). ФМРТ-исследование образования последовательности слогов. NeuroImage, 32, стр. 821-841.
  17. ^ Peeva, М., Гюнтер, FH, Tourville, JA, Ньето Кастаньон А., Антон, Ж.-Л., Назарян, Б. и Alario, F.-X. (2010). Отчетливое представление фонем, слогов и надсложных последовательностей в сети производства речи. NeuroImage, 50, стр. 626-638.
  18. ^ Макс, Л., Гюнтер, Ф.Х., Гракко, В.Л., Гош, СС, и Уоллес, Мэн (2004). Нестабильные или недостаточно активированные внутренние модели и управление двигателем с обратной связью как источники дисфлюентности: теоретическая модель заикания. Современные проблемы коммуникационной науки и расстройств, 31, стр. 105-122.
  19. ^ Civier, О., Таско, SM, и Гюнтер, FH (2010). Чрезмерная зависимость от слуховой обратной связи может привести к повторению звука / слога: моделирование заикания и условий, вызывающих беглость речи, с помощью нейронной модели производства речи. Журнал нарушений беглости речи, 35, стр. 246-279.
  20. ^ Terband H., Маассен, В, Гюнтер, ФХ и Брумберг, J. (2009). Компьютерное нейронное моделирование речевой моторики при апраксии речи у детей. Журнал исследований речи, языка и слуха, 52, стр. 1595-1609.
  21. ^ Maas Е., Mailend, М.-Л., история, BH, и Гюнтер, FH (2011). Роль слуховой обратной связи в апраксии речи: эффекты маскировки обратной связи на контраст гласных. 6-я Международная конференция по контролю моторики речи, Гронинген, Нидерланды.
  22. ↑ Guenther, FH, Brumberg, JS, Wright, EJ, Nieto-Castanon, A., Tourville, JA, Panko, M., Law, R., Siebert, SA, Bartels, JL, Andreasen, DS, Ehirim, P. , Мао, Х., и Кеннеди, PR (2009). Беспроводной интерфейс мозг-машина для синтеза речи в реальном времени. PLoS ONE, 4 (12), стр. E8218 +.
  23. ^ a b «Интеллектуальные технологии могут помочь заблокированным пациентам» PBS News Hour, 14 октября 2011 г., https://www.pbs.org/newshour/rundown/2011/10/brain-powered-technology-may- help-locked-in-sizes.html
  24. ^ «Взлом нейронного кода речи» Наука для общественности, WGBH, февраль 2012 г. http://www.scienceforthepublic.org/?page_id=4031
  25. ↑ Lee, YS «Ученые стремятся помочь« замкнутому »человеку говорить». CNN, 14 декабря 2007 г. http://articles.cnn.com/2007-12-14/health/locked.in_1_brain-activity-neural-systems-neural-signals?_s=PM:HEALTH
  26. ^ Андервуд, К. «Мозговые имплантаты могут позволить« замкнутым »пациентам говорить» Fox News 23 мая 2008 г. http://www.foxnews.com/story/0,2933,357162,00.html
  27. ^ Смит, К. «Имплантат мозга позволяет немому человеку говорить: Пациент с параличом управляет синтезатором речи с помощью своего разума». Новости природы 21 ноября 2008 г. http://www.nature.com/news/2008/081121/full/news.2008.1247.html
  28. ^ Каллавей, Э. «Запертый человек управляет синтезатором речи с помощью мысли». New Scientist 15 декабря 2009 https://www.newscientist.com/article/dn18293-lockedin-man-controls-speech-synthesiser-with-thought.html
  29. ^ Томсон, Х. «Машина телепатии реконструирует речь из мозговых волн». New Scientist 31 января 2012 г. https://www.newscientist.com/article/dn21408-telepathy-machine-reconstructs-speech-from-brainwaves.html
  30. ^ Виид, WS «Биология… заикания». Журнал Discover, 1 ноября 2002 г. http://discovermagazine.com/2002/nov/featbiology
  31. ^ Бейкер, S «Восстание киборгов: слияние хумов и машин, чтобы помочь парализованным ходить, немым говорить и почти мертвым вернуться к жизни». Журнал Discover, 26 сентября 2008 г. http://discovermagazine.com/2008/oct/26-rise-of-the-cyborgs
  32. ^ Гиббс, WW «От уст к разуму: новое понимание того, как язык искажает мозг». Scientific American, 15 июля 2002 г. http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=from-mouth-to-mind
  33. ^ Свобода, Э. «Как избежать большого удушья». Scientific American, февраль / март 2009 г. http://www.nature.com/scientificamericanmind/journal/v20/n1/full/scientificamericanmind0209-36.html
  34. ^ Браун, AS «Ввод мыслей в действие: имплантаты задействуют мыслящий мозг». Scientific American 12 ноября 2008 http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=putting-thoughts-into-action
  35. ^ Фоер, Дж. «Невыразимая одиссея неподвижного мальчика». Esquire 2 октября 2008 г. http://www.esquire.com/features/unspeakable-odyssey-motionless-boy-1008
  36. ^ Кейм, Б. «Беспроводное соединение мозга с компьютером синтезирует речь». Wired, 9 декабря 2009 г. https://www.wired.com/wiredscience/2009/12/wireless-brain/
  37. ↑ Розенбаум, С.И. «Из тишины, звуки надежды». Boston Globe 27 июля 2008 г. http://www.boston.com/news/health/articles/2008/07/27/out_of_silence_the_sounds_of_hope/
  38. ↑ Klotz. I. «Устройство превращает мысли в речь». NBC News 31 декабря 2009 г. http://www.nbcnews.com/id/34642356
  39. ^ «Разум парализованного человека читается». BBC News, 15 ноября 2007 г. http://news.bbc.co.uk/2/hi/7094526.stm

Внешние ссылки

  • Домашняя страница Фрэнка Гюнтера [1]
  • Домашняя страница Лаборатории речи Бостонского университета [2]
  • Домашняя страница Лаборатории нервных протезов Бостонского университета [3]
  • Программа выпускников Бостонского университета по неврологии [4]
  • Программа докторантуры Бостонского университета в области вычислительной нейробиологии [5]
  • Проект разблокировки [6]
  • Как мозг производит язык - и что может пойти не так , видео, 49:10