پژوهشگران با استفاده از یک ایمپلنت ECoG توانستند سیگنال‌های مغزی مرتبط با گفتار و حرکات دست را به‌طور همزمان رمزگشایی کنند.
رابط مغز و کامپیوتر چگونه گفتار و اشاره را همزمان رمزگشایی می‌کند؟
یک پژوهش جدید که ۱۴ سپتامبر در Nature Neuroscience منتشر شده است، نشان می‌دهد رابط‌های مغز و کامپیوتر می‌توانند یک گام دیگر به ارتباط طبیعی‌تر با افراد مبتلا به فلج نزدیک شوند. پژوهشگران توانسته‌اند با استفاده از یک ایمپلنت ECoG با تراکم بالا، سیگنال‌های مغزی مربوط به گفتار و حرکات دست را به‌طور همزمان رمزگشایی کنند.
این آزمایش روی سه شرکت‌کننده مبتلا به فلج انجام شد. بخش مربوط به ارتباط همزمان گفتار و حرکت دست نیز روی دو نفر ارزیابی شد.
رمزگشایی همزمان گفتار و حرکات دست
رابط مغز و کامپیوتر مورد استفاده در این پژوهش، سیگنال‌های الکتریکی مغز را از طریق ایمپلنت ECoG با تراکم بالا دریافت می‌کند. هدف پژوهشگران این بود که سیستم بتواند تنها بر اساس فعالیت مغزی، دو شکل مهم از ارتباط انسانی یعنی گفتار و حرکت دست را تشخیص دهد.
نتایج نشان داد این سیستم می‌تواند اطلاعات مربوط به هر دو نوع فعالیت را به‌صورت همزمان استخراج و رمزگشایی کند. این قابلیت اهمیت ویژه‌ای دارد زیرا ارتباط طبیعی انسان فقط به صحبت کردن محدود نمی‌شود و حرکات دست نیز می‌توانند بخشی از پیام باشند.
دقت رمزگشایی در زمان واقعی
در یکی از شرکت‌کنندگان، سیستم توانست رمزگشایی همزمان را در زمان واقعی انجام دهد. دقت تشخیص برای حرکات دست حدود ۶۶ درصد و برای گفتار حدود ۷۰ درصد بود.
این نتایج نشان می‌دهد سیگنال‌های مغزی می‌توانند اطلاعات مربوط به چند شکل از ارتباط را به‌طور همزمان در اختیار یک سیستم رابط مغز و کامپیوتر قرار دهند.
از سیگنال مغز تا متن و آواتار مجازی
یکی از بخش‌های قابل توجه این آزمایش، تبدیل خروجی رمزگشایی‌شده به شکل‌هایی قابل درک برای دیگران بود.
- گفتار به متن تبدیل شد.
- حرکات دست به یک آواتار مجازی منتقل شد.
به این ترتیب، سیستم فقط فعالیت مغزی را اندازه‌گیری نمی‌کرد. خروجی حاصل از این فعالیت‌ها به شکل‌هایی تبدیل می‌شد که می‌توانستند برای برقراری ارتباط مورد استفاده قرار بگیرند.
چرا این پژوهش برای افراد مبتلا به فلج اهمیت دارد؟
افرادی که به دلیل فلج توانایی صحبت کردن یا حرکت دادن اندام‌های خود را از دست داده‌اند، ممکن است برای برقراری ارتباط به فناوری‌های کمکی نیاز داشته باشند. رابط‌های مغز و کامپیوتر با هدف تبدیل فعالیت مغز به فرمان‌های قابل استفاده می‌توانند یکی از مسیرهای پژوهشی برای توسعه این فناوری‌ها باشند.
پژوهش جدید از این جهت قابل توجه است که به جای تمرکز بر یک نوع ارتباط، گفتار و حرکات دست را به‌صورت همزمان بررسی می‌کند.
محدودیت‌های پژوهش
با وجود نتایج امیدوارکننده، این پژوهش هنوز در مرحله آزمایشی قرار دارد و نباید آن را با یک محصول پزشکی آماده استفاده عمومی اشتباه گرفت.
- تعداد شرکت‌کنندگان فقط سه نفر بود.
- ارزیابی ارتباط همزمان روی دو نفر انجام شد.
- دقت گزارش‌شده در یکی از شرکت‌کنندگان برای حرکات حدود ۶۶ درصد و برای گفتار حدود ۷۰ درصد بود.
- فناوری هنوز فاصله زیادی با تبدیل شدن به یک محصول پزشکی عمومی دارد.
آیا رابط مغز و کامپیوتر به ارتباط طبیعی نزدیک‌تر شده است؟
این پژوهش نشان می‌دهد یک ایمپلنت ECoG با تراکم بالا می‌تواند سیگنال‌های مرتبط با گفتار و حرکات دست را به‌طور همزمان رمزگشایی کند. در آزمایش انجام‌شده، گفتار به متن و حرکات دست به آواتار مجازی منتقل شدند.
با این حال، تعداد بسیار کم شرکت‌کنندگان و مرحله آزمایشی فناوری نشان می‌دهد برای استفاده گسترده پزشکی هنوز به پژوهش‌های بیشتری نیاز است.
سؤالات متداول
رابط مغز و کامپیوتر چیست؟
رابط مغز و کامپیوتر سیستمی است که فعالیت مغز را دریافت و آن را به فرمان یا خروجی قابل استفاده توسط یک دستگاه تبدیل می‌کند.
ECoG چیست؟
ECoG روشی برای ثبت سیگنال‌های الکتریکی مغز با استفاده از الکترودهایی است که در ارتباط نزدیک با سطح مغز قرار می‌گیرند.
این پژوهش روی چند نفر انجام شد؟
آزمایش روی سه شرکت‌کننده مبتلا به فلج انجام شد و بخش ارتباط همزمان گفتار و حرکات دست روی دو نفر ارزیابی شد.
دقت سیستم برای گفتار و حرکات دست چقدر بود؟
در یکی از شرکت‌کنندگان، دقت رمزگشایی همزمان در زمان واقعی برای حرکات حدود ۶۶ درصد و برای گفتار حدود ۷۰ درصد بود.
آیا این فناوری اکنون یک محصول پزشکی عمومی است؟
خیر. این فناوری هنوز در مرحله پژوهشی قرار دارد و با یک محصول پزشکی قابل استفاده عمومی فاصله دارد.
جمع‌بندی
رابط مغز و کامپیوتر در این پژوهش توانست سیگنال‌های مربوط به گفتار و حرکات دست را به‌طور همزمان رمزگشایی کند. انتقال گفتار به متن و حرکات به آواتار مجازی نشان می‌دهد پژوهشگران در حال بررسی راه‌هایی برای نزدیک‌تر کردن ارتباط مبتنی بر فعالیت مغز به ارتباط طبیعی انسان هستند.
برای دنبال کردن تازه‌ترین پژوهش‌های فناوری، مغز و هوش مصنوعی، مطالب علمی فوت‌وفن را دنبال کنید.
