بیمار فلج با استفاده از رابط مغز و کامپیوتر با قدرت افکار صحبت می‌کند
پژوهشگران دانشگاه تل‌آویو و مرکز پزشکی سوراسکی تل‌آویو با استفاده از یک رابط مغز و کامپیوتر موفق به خواندن افکار بیمار شدند، یک مطالعه جدید و پیشگامانه.
یک شرکت‌کننده خاموش تصور کرد که یک هجا را می‌گوید. الکترودهای عمیقی که به مغز او پیوند شده بودند، این افکار را به صورت سیگنال‌های الکتریکی به یک کامپیوتر منتقل کردند که سپس آنها را به صورت گفتاری بیان کرد.
نه تنها این آزمایش نگاهی نادر به عمق مغز انسانی ارائه می‌دهد، بلکه احتمالاً به افراد کاملاً فلج کمک می‌کند تا دوباره خود را بیان کنند.
تنظیم آزمایش: یک بیمار صرعی
نخست، این مطالعه همکاری بین دکتر آریل تانکوس از مدرسه علوم پزشکی و بهداشتی دانشگاه تل‌آویو، مرکز پزشکی سوراسکی تل‌آویو (بیمارستان ایچیلوف)، دکتر ایدو اشتراوس از مدرسه علوم پزشکی و بهداشتی دانشگاه تل‌آویو و مدیر واحد جراحی عصبی عملکردی در بیمارستان ایچیلوف بود.
آنها با یک بیمار صرعی همکاری کردند زیرا وی به گروه کوچکی از بیماران صرعی تعلق داشت که به درمان‌های دارویی به خوبی پاسخ نمی‌دهند و نیاز به مداخله جراحی دارند، به گفته رهبر مطالعه تانکوس.
علاوه بر این، او بخشی از یک گروه فرعی کوچک‌تر بود که تمرکز مشکل در عمق مغز قرار داشت، نه روی سطح قشر مغز. تمرکز به “منبع کوتاهی” اشاره دارد که امواج الکتریکی قدرتمندی از طریق مغز ارسال می‌کند، او ادامه داد.
برای یافتن مکان دقیق منبع مشکل، پزشکان باید الکترودها را در ساختارهای عمیق مغز بیماران قرار دهند.
بنابراین بیمار مورد استفاده در این مطالعه قبلاً این “خوانندگان مغز” را در جای خود داشت و در بیمارستان منتظر یک تشنج دیگر بود، همان‌طوری که نوعی از بیماران صرعی باید انجام دهند. فقط در طول تشنج است که پزشکان می‌توانند محل تمرکز را تشخیص دهند تا بتوانند جراحی کنند.
آزمایش پروتز عصبی گفتار
با الکترودهای کاشت شده و رضایت داده شده، پژوهشگران از بیمار خواستند تا هجاهای /a/ و /e/ را با صدای بلند تکرار کند. آنها فعالیت مغزی مرتبط با این هجاها را با استفاده از یادگیری عمیق و یادگیری ماشین ضبط کردند و این مدل‌های هوش مصنوعی را برای شناسایی سلول‌های خاص مغز آموزش دادند.
به طور خاص، آنها توانستند فعالیت الکتریکی را که دال بر تمایل گفتن /a/ و /e/ است شناسایی کنند. کامپیوتر توانست این الگوهای الکتریکی را تشخیص دهد.
سپس از او خواستند که تصور کند این هجاها را می‌گوید. کامپیوتر توانست این هجاها را از تمایل به گفتن آنها، یعنی از فکر، به صورت گفتاری بیان کند.
این مطالعه در مراحل ابتدایی خود قرار دارد، بنابراین آنها با دو جزء اصلی گفتار یا دو هجا شروع کرده‌اند. هدف نهایی، دستیابی به گفتار کامل است، اما همان‌طور که تانکوس گفت، “حتی دو هجا می‌تواند به یک فرد کاملاً فلج اجازه دهد تا بله یا خیر را اعلام کند.”
این تکنیک یادگیری ماشین به طور پیش‌دستانه قابل استفاده است، برای مثال برای یک بیمار ALS در مراحل اولیه که هنوز می‌تواند صحبت کند. ماشین می‌تواند الگوهای فکری و گفتاری آنها را یاد بگیرد، بنابراین هنگامی که قابلیت فیزیکی برای صحبت کردن را از دست دادند، کامپیوتر همچنان می‌تواند به آنها برای ارتباط کمک کند.
تانکوس نتیجه گرفت: “مطالعه ما گامی مهم در جهت توسعه یک رابط مغز و کامپیوتر است که می‌تواند مسیرهای کنترل مغز برای تولید گفتار را جایگزین کند و به افراد کاملاً فلج اجازه دهد تا بار دیگر به‌صورت ارادی با محیط خود ارتباط برقرار کنند.”
این مطالعه در نشریه رسمی کنگره جراحان مغز و اعصاب، Neurosurgery منتشر شد.
