Frank H. Guenther (nacido el 18 de abril de 1964, Kansas City, MO) es un neurocientífico computacional y cognitivo estadounidense cuya investigación se centra en los cálculos neuronales subyacentes al habla , incluida la caracterización de las bases neuronales de los trastornos de la comunicación y el desarrollo de interfaces cerebro-computadora para restauración de la comunicación. Actualmente es profesor de ciencias del habla, lenguaje y audición e ingeniería biomédica en la Universidad de Boston .
Educación
Frank Guenther recibió una licenciatura en ingeniería eléctrica de la Universidad de Missouri en Columbia (1986), se graduó summa cum laude y ocupó el primer lugar en la Facultad de Ingeniería. Recibió una maestría en ingeniería eléctrica de la Universidad de Princeton (1987) y un doctorado. en sistemas cognitivos y neuronales de la Universidad de Boston (1993).
Profesional
En 1992, Guenther se unió a la facultad del Departamento de Sistemas Cognitivos y Neurales de la Universidad de Boston, donde recibió la titularidad en 1998. En 2010 se convirtió en director asociado del programa de posgrado en neurociencia y director de la especialización de doctorado en neurociencia computacional en la Universidad de Boston. Se unió al Departamento de Ciencias del Habla, el Lenguaje y la Audición en la BU ese mismo año. Además de sus nombramientos en la Universidad de Boston, Guenther fue investigador afiliado en el Laboratorio de Investigación de Electrónica del Instituto de Tecnología de Massachusetts de 1998 a 2011, y en 2011 se convirtió en investigador afiliado en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT. Desde 1998 ha sido miembro del programa de doctorado en Biociencia y Tecnología del Habla y Audición de la División de Ciencias de la Salud y Tecnología de la Universidad de Harvard - MIT , y desde 2003 ha sido científico visitante en el Departamento de Radiología del Hospital General de Massachusetts . Guenther ha dado numerosas conferencias magistrales y distinguidas en todo el mundo y ha sido autor de más de 55 artículos de revistas arbitrados sobre las bases neuronales del habla y el control motor , así como la tecnología de interfaz cerebro-computadora.
Investigar
La investigación de Frank Guenther tiene como objetivo descubrir los cálculos neuronales subyacentes al procesamiento del habla por parte del cerebro humano. Es el creador del modelo Directions Into Velocities of Articulators (DIVA) , que actualmente es el modelo líder de los cálculos neuronales subyacentes a la producción del habla. [1] [2] [3] [4] [5] Este modelo caracteriza matemáticamente los cálculos realizados por cada región del cerebro involucrada en la producción del habla, así como la función de las interconexiones entre estas regiones. El modelo ha sido respaldado por una amplia gama de pruebas experimentales de predicciones del modelo, incluidos estudios de articulometría electromagnética que investigan los movimientos del habla, [6] [7] [8] [9] [10] estudios de perturbación auditiva que implican la modificación de la retroalimentación de un hablante de su / su propio habla en tiempo real, [11] [12] [13] [14] y estudios de imágenes de resonancia magnética funcional de la actividad cerebral durante el habla, [12] [15] [16] [17] aunque algunas partes del modelo quedan por verificar experimentalmente. El modelo DIVA se ha utilizado para investigar los fundamentos neuronales de varios trastornos de la comunicación, incluida la tartamudez [18] [19], la apraxia del habla , [20] [21] y el habla con problemas de audición. [8] [9] [10]
Además del modelado computacional y la investigación experimental que investiga las bases neuronales del habla, Guenther dirige el Laboratorio de Prótesis Neural de la Universidad de Boston, que se enfoca en el desarrollo de tecnologías que pueden decodificar las señales cerebrales de individuos profundamente paralizados, particularmente aquellos que sufren de síndrome de enclaustramiento , para controlar dispositivos externos como sintetizadores de voz, robots móviles y computadoras. El equipo de Guenther recibió una amplia cobertura de prensa en 2009, cuando desarrollaron una interfaz cerebro-computadora para la síntesis del habla en tiempo real que permitió al paciente encerrado Erik Ramsey producir sonidos vocales en colaboración con el Dr. Philip Kennedy (inventor del electrodo neurotrófico utilizado en el estudio) y el Dr. Jonathan Brumberg. [22] También ha sido noticia por su investigación sobre interfaces no invasivas cerebro-computadora para la comunicación. [23] [24] En 2011, Guenther fundó el Unlock Project , un proyecto sin fines de lucro destinado a proporcionar tecnología gratuita de interfaz cerebro-computadora a pacientes que sufren de síndrome de enclaustramiento.
Medios de comunicación
La investigación de Frank Guenther se ha cubierto ampliamente en la ciencia y los medios de comunicación, incluidos anuncios de televisión en CNN News , [25] PBS News Hour , [23] y Fox News ; [26] artículos en revistas de divulgación científica Nature News , [27] New Scientist , [28] [29] Discover , [30] [31] y Scientific American ; [32] [33] [34] y cobertura de los principales medios de comunicación en Esquire , [35] Wired , [36] The Boston Globe , [37] MSNBC , [38] y BBC News . [39]
Referencias
- ^ Guenther, FH (1994). Un modelo de red neuronal de adquisición de voz y producción de voz equivalente a motor. Cibernética biológica, 72, págs. 43-53.
- ^ Guenther, FH (1995). Adquisición de sonido del habla, coarticulación y efectos de velocidad en un modelo de red neuronal de producción de habla. Psychological Review, 102, págs. 594-621.
- ^ Guenther, FH, Hampson, M. y Johnson, D. (1998). Una investigación teórica de los marcos de referencia para la planificación de los movimientos del habla. Psychological Review, 105, págs. 611-633. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9830375/
- ^ Guenther, FH, Ghosh, SS y Tourville, JA (2006). Modelado neuronal e imagenología de las interacciones corticales subyacentes a la producción de sílabas. Cerebro y lenguaje, 96, págs. 280-301.
- ^ Golfinopoulos, E., Tourville, JA y Guenther, FH (2010). La integración del modelado de redes neuronales a gran escala y las imágenes cerebrales funcionales en el control motor del habla. NeuroImage, 52, págs. 862-874.
- ^ Perkell, JS, Guenther, FH, Lane, H., Matthies, ML, Stockmann, E., Tiede, M. y Zandipour, M. (2004). La distinción de las producciones de los contrastes de vocales de los hablantes está relacionada con su discriminación de los contrastes. Revista de la Sociedad Americana de Acústica, 116 (4) Pt. 1, págs. 2338-2344.
- ^ Perkell, JS, Matthies, ML, Tiede, M., Lane, H., Zandipour, M., Marrone, N., Stockmann, E. y Guenther, FH (2004). La distinción del contraste / s-sh / de los hablantes está relacionada con su discriminación auditiva y el uso de un efecto de saturación articulatoria. Revista de investigación del habla, el lenguaje y la audición, 47, págs. 1259-1269.
- ^ a b Lane, H., Denny, M., Guenther, FH, Matthies, ML, Menard, L., Perkell, JS, Stockmann, E., Tiede, M., Vick, J. y Zandipour, M. (2005). Efectos de los bloqueos de mordida y el estado de la audición en la producción de vocales. Revista de la Sociedad Americana de Acústica, 118, págs. 1636-1646.
- ^ a b Lane, H, Denny, M., Guenther, FH, Hanson, H., Marrone, N., Matthies, ML, Perkell, JS, Burton, E., Tiede, M., Vick, J. y Zandipour, M. (2007). Sobre la estructura de las categorías de fonemas en oyentes con implante coclear. Revista de investigación del habla, el lenguaje y la audición, 50, págs. 2-14.
- ^ a b Lane, H., Matthies, ML, Denny, M., Guenther, FH, Perkell, JS, Stockmann, E., Tiede, M., Vick, J. y Zandipour, M. (2007). Efectos de los cambios a corto y largo plazo en la retroalimentación auditiva sobre los contrastes de vocales y sibilantes. Revista de investigación del habla, el lenguaje y la audición, 50, págs. 913-927.
- ^ Villacorta, VM, Perkell, JS y Guenther, FH (2007). Adaptación sensoriomotora a las perturbaciones de retroalimentación de la acústica vocal y su relación con la percepción. Revista de la Sociedad Americana de Acústica, 122, págs. 2306-2319.
- ↑ a b Tourville, JA, Reilly, KJ y Guenther, FH (2008). Mecanismos neuronales subyacentes al control de retroalimentación auditiva del habla. NeuroImage, 39, págs. 1429-1443.
- ^ Patel, R., Niziolek, C., Reilly, KJ y Guenther, FH (2011). Adaptaciones prosódicas a la perturbación del tono en el habla corriente. Revista de investigación del habla, el lenguaje y la audición, 54, págs. 1051-1059.
- ^ Cai, S., Ghosh, SS, Guenther, FH y Perkell, JS (2011). Las manipulaciones focales de las trayectorias de los formantes revelan un papel de la retroalimentación auditiva en el control en línea de la sincronización del habla tanto dentro de la sílaba como entre sílabas. Revista de neurociencia, 31, págs. 16483-90.
- ^ Ghosh, SS, Tourville, JA y Guenther, FH (2008). Un estudio de neuroimagen de la lateralización premotora y la participación del cerebelo en la producción de fonemas y sílabas. Revista de investigación del habla, el lenguaje y la audición, 51, págs. 1183-1202.
- ^ Bohland, JW y Guenther, FH (2006). Una investigación de resonancia magnética funcional de la producción de secuencias de sílabas. NeuroImage, 32, págs. 821-841.
- ^ Peeva, MG, Guenther, FH, Tourville, JA, Nieto-Castanon, A., Anton, J.-L., Nazarian, B. y Alario, F.-X. (2010). Representaciones distintas de fonemas, sílabas y secuencias supra-silábicas en la red de producción del habla. NeuroImage, 50, págs. 626-638.
- ^ Max, L., Guenther, FH, Gracco, VL, Ghosh, SS y Wallace, ME (2004). Modelos internos inestables o insuficientemente activados y control motor sesgado por retroalimentación como fuentes de disfluencia: un modelo teórico de tartamudeo. Problemas contemporáneos en ciencias y trastornos de la comunicación, 31, págs. 105-122.
- ^ Civier, O., Tasko, SM y Guenther, FH (2010). La dependencia excesiva de la retroalimentación auditiva puede conducir a repeticiones de sonidos / sílabas: Simulaciones de tartamudeo y condiciones que inducen fluidez con un modelo neuronal de producción del habla. Revista de trastornos de la fluidez, 35, págs. 246-279.
- ^ Terband, H., Maassen, B, Guenther, FH y Brumberg, J. (2009). Modelado neuronal computacional del control motor del habla en la apraxia del habla infantil. Revista de investigación del habla, el lenguaje y la audición, 52, págs. 1595-1609.
- ^ Maas, E., Mailend, M.-L., Story, BH y Guenther, FH (2011). El papel de la retroalimentación auditiva en la apraxia del habla: efectos del enmascaramiento de la retroalimentación en el contraste de vocales. 6ª Conferencia Internacional sobre Control del Motor del Habla, Groningen, Países Bajos.
- ^ Guenther, FH, Brumberg, JS, Wright, EJ, Nieto-Castanon, A., Tourville, JA, Panko, M., Law, R., Siebert, SA, Bartels, JL, Andreasen, DS, Ehirim, P. , Mao, H. y Kennedy, PR (2009). Una interfaz inalámbrica cerebro-máquina para síntesis de voz en tiempo real. PLoS ONE, 4 (12), págs. E8218 +.
- ^ a b “La tecnología impulsada por el cerebro puede ayudar a los pacientes encerrados” PBS News Hour, 14 de octubre de 2011, https://www.pbs.org/newshour/rundown/2011/10/brain-powered-technology-may- ayuda-bloqueada-en-pacientes.html
- ^ Ciencia "Cracking the Neural Code for Speech" para el público, WGBH, febrero de 2012 http://www.scienceforthepublic.org/?page_id=4031
- ^ Lee, YS "Los científicos buscan ayudar al hombre 'encerrado' a hablar". CNN 14 de diciembre de 2007. http://articles.cnn.com/2007-12-14/health/locked.in_1_brain-activity-neural-systems-neural-signals?_s=PM:HEALTH
- ^ Underwood, C. “Los implantes cerebrales pueden permitir que los pacientes 'encerrados' hablen” Fox News 23 de mayo de 2008. http://www.foxnews.com/story/0,2933,357162,00.html
- ^ Smith, K. "El implante cerebral permite que el hombre mudo hable: el paciente con parálisis controla el sintetizador de voz con su mente". Nature News 21 de noviembre de 2008. http://www.nature.com/news/2008/081121/full/news.2008.1247.html
- ^ Callaway, E. "El hombre encerrado controla el sintetizador de voz con el pensamiento". New Scientist 15 de diciembre de 2009 https://www.newscientist.com/article/dn18293-lockedin-man-controls-speech-synthesiser-with-thought.html
- ^ Thomson, H. "La máquina de telepatía reconstruye el habla a partir de ondas cerebrales". New Scientist 31 de enero de 2012. https://www.newscientist.com/article/dn21408-telepathy-machine-reconstructs-speech-from-brainwaves.html
- ^ Weed, WS "La biología de ... la tartamudez". Discover Magazine 1 de noviembre de 2002. http://discovermagazine.com/2002/nov/featbiology
- ^ Baker, S "The Rise of the Cyborgs: Fusionando humanos y máquinas para ayudar a los paralizados a caminar, a los mudos a hablar y a los casi muertos a volver a la vida". Discover Magazine 26 de septiembre de 2008. http://discovermagazine.com/2008/oct/26-rise-of-the-cyborgs
- ^ Gibbs, WW "De la boca a la mente: nuevos conocimientos sobre cómo el lenguaje deforma el cerebro". Scientific American 15 de julio de 2002. http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=from-mouth-to-mind
- ^ Svoboda, E. "Evitar el gran estrangulamiento". Scientific American febrero / marzo de 2009. http://www.nature.com/scientificamericanmind/journal/v20/n1/full/scientificamericanmind0209-36.html
- ^ Brown, AS "Poner los pensamientos en acción: los implantes aprovechan el cerebro pensante". Scientific American 12 de noviembre de 2008. http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=putting- Thoughts- into- action
- ^ Foer, J. "La odisea indescriptible del niño inmóvil". Esquire 2 de octubre de 2008. http://www.esquire.com/features/unspeakable-odyssey-motionless-boy-1008
- ^ Keim, B. "La conexión inalámbrica de cerebro a computadora sintetiza el habla". Wired 9 de diciembre de 2009. https://www.wired.com/wiredscience/2009/12/wireless-brain/
- ^ Rosenbaum, SI "Fuera del silencio, los sonidos de la esperanza". Boston Globe 27 de julio de 2008. http://www.boston.com/news/health/articles/2008/07/27/out_of_silence_the_sounds_of_hope/
- ^ Klotz. I. "El dispositivo convierte los pensamientos en palabras". NBC News 31 de diciembre de 2009. http://www.nbcnews.com/id/34642356
- ^ "La mente del hombre paralítico se 'lee'". BBC News 15 de noviembre de 2007. http://news.bbc.co.uk/2/hi/7094526.stm
enlaces externos
- Página de inicio de Frank Guenther [1]
- Página de inicio del Laboratorio del Habla de la Universidad de Boston [2]
- Página de inicio del Laboratorio de Prótesis Neural de la Universidad de Boston [3]
- El Programa de Posgrado en Neurociencia de la Universidad de Boston [4]
- Programa de Doctorado en Neurociencia Computacional de la Universidad de Boston [5]
- El proyecto de desbloqueo [6]
- Cómo el cerebro produce el lenguaje y qué puede fallar , video, 49:10