پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو (UCSF) گام تازهای در توسعه رابط مغز و کامپیوتر برداشتهاند؛ فناوریای که میتواند به افراد مبتلا به فلج شدید اجازه دهد بدون حرکت دادن واقعی بدن، گفتار و حرکات بدن خود را از طریق یک آواتار دیجیتال بیان کنند.
در این پژوهش، یک ایمپلنت مغزی روی سطح قشر حسیحرکتی مغز سه فرد مبتلا به فلج قرار گرفت. این ایمپلنت سیگنالهای عصبی مرتبط با تلاش فرد برای صحبت کردن و انجام حرکاتی مانند تکان دادن سر، بالا بردن دست یا شانه انداختن را ثبت میکرد. الگوریتمهای یادگیری ماشین سپس این فعالیتهای مغزی را به فرمانهایی برای گفتار و حرکت تبدیل کردند.
نکته مهم این است که سیستم فقط روی بازگرداندن توانایی صحبت کردن تمرکز ندارد. در آزمایش، پژوهشگران توانستند گفتار و زبان بدن را همزمان رمزگشایی کنند؛ موضوعی که به ارتباط طبیعیتر نزدیکتر است، زیرا انسانها هنگام صحبت کردن از حرکات دست، سر و صورت نیز برای انتقال معنا و احساس استفاده میکنند.
سیگنالهای دریافتشده از مغز به دو سامانه رمزگشایی داده شد؛ یکی برای گفتار و دیگری برای حرکات بدن. این اطلاعات سپس یک آواتار تمامبدن شخصیسازیشده را کنترل میکرد. در نتیجه، فرد میتوانست تلاش کند جملهای را بیان کند یا حرکتی انجام دهد و آواتار، گفتار و حرکت موردنظر را بهصورت بلادرنگ نمایش دهد.
پژوهشگران همچنین دریافتند آموزش همزمان سیستم با دادههای مربوط به گفتار و حرکات میتواند عملکرد رمزگشایی را بهتر کند و تعداد خطاها را کاهش دهد. در یکی از آزمایشهای مکالمهای، دقت میانه رمزگشایی گفتار و حرکات برای یکی از شرکتکنندگان در سه آزمایش به ۱۰۰ درصد رسید؛ البته این نتیجه مربوط به همین شرایط آزمایشی و مجموعه محدود فرمانهاست و نباید آن را به معنای عملکرد کامل و عمومی سیستم در شرایط واقعی دانست.
این فناوری هنوز در مرحله پژوهشی قرار دارد و برای استفاده گسترده پزشکی به آزمایش روی افراد بیشتر، افزایش تعداد واژهها و حرکات قابل تشخیص و توسعه سختافزار و نرمافزار نیاز دارد. خود پژوهشگران نیز تأکید کردهاند که برای تبدیل این دستاورد به یک فناوری بالینی قابل استفاده، تحقیقات بیشتری لازم است.
این پژوهش ادامه مسیر چندساله تیم Edward Chang در UCSF برای ساخت رابطهای مغز و کامپیوتر است. این گروه پیشتر نیز توانسته بود سیگنالهای مغزی افراد مبتلا به فلج را برای تولید گفتار و ارتباط دیجیتال رمزگشایی کند. پژوهش جدید تلاش میکند یک گام جلوتر برود و به جای بازگرداندن تنها یک توانایی، چند شکل از ارتباط انسانی را بهطور همزمان بازسازی کند.
اگر این مسیر پژوهشی در مطالعات آینده نیز موفق باشد، چنین رابطهایی میتوانند در آینده به افراد مبتلا به آسیبهای مغزی، سکته یا بیماریهایی مانند ALS کمک کنند تا نهتنها کلمات، بلکه بخشی از حرکات و نشانههای غیرکلامی مورد استفاده در گفتوگوی روزمره را نیز منتقل کنند. با این حال، فاصله میان یک آزمایش موفق و یک محصول پزشکی قابل استفاده برای عموم همچنان قابل توجه است.
