غرسة دماغية قادرة على قراءة الأفكار وتحويلها إلى كلام

يحقق العلماء تقدما كبيرا في مجال واجهات الحاسوب الدماغية (BCI)، حيث طوروا نظاما جديدا قادرا على ترجمة الأفكار إلى نص أو صوت مسموع.

ويعمل هذا النظام كمعرّف للكلام الداخلي، وقد تم تطويره من قبل باحثين من عدة مؤسسات في جميع أنحاء الولايات المتحدة. وفي اختبارات أجريت على أربعة متطوعين يعانون من شلل حاد، حقق النظام دقة تصل إلى 74% في ترجمة الأفكار إلى كلام مسموع.

وتكمن إمكانات هذا الإنجاز في مساعدة أولئك الذين يعانون من إعاقات في النطق أو الحركة على التواصل بفعالية غير مسبوقة، على الرغم من أن هناك حاجة لمزيد من العمل لتحسين دقة وتخصيص النظام.

واعتمدت واجهات الحاسوب الدماغية السابقة على النشاط الدماغي الناتج عندما يحاول الشخص المشلول التحدث أو الكتابة، حتى لو كان جسده غير قادر على تنفيذ الفعل. بينما تقترب هذه التقنية الجديدة أكثر من المصدر الأصلي للفكر.

ويقول عالم الأعصاب بينيامين ميشيد-كراسا من جامعة ستانفورد: "إذا كان عليك فقط التفكير في الكلام بدلا من محاولة التحدث فعليا، فسيكون الأمر أسهل وأسرع للناس".

ويعتمد نظام واجهة الحاسوب الدماغية الجديد هذا على غرسة مصممة لقياس النشاط العصبي والتعرف على الأنماط المتعلقة بوحدات الكلام المسماة phonemes. يمكن بعد ذلك بناء هذه الوحدات لتشكيل جمل.

وتم استخدام تقنية التعلم الآلي لتدريب النظام على ربط الإشارات الدماغية بالكلمات أثناء تفكير المشاركين الأربعة فيها، وذلك تحديدا في منطقة القشرة الحركية في الدماغ المسؤولة عن الحركة (بما في ذلك التحدث).

ووجد الباحثون أن هناك تداخلا بين أنماط دماغية معينة عندما حاول المتطوعون التحدث (ما يتضمن إشارات مرتبطة بانقباض العضلات)، وعندما تخيلوا الكلمات والعبارات فقط، دون انقباض العضلات.

وعلى الرغم من وجود هذا التداخل، إلا أنه يمكن تمييز الإشارات عن بعضها بعضا. فباستخدام قاعدة بيانات لغوية تساعد في توقع الكلمات المتوقعة (مثلا: بعد كلمة "أشرب" يأتي "الماء" أو "القهوة")، ما يزيد من دقة التخمين. وبهذه الطريقة، أصبح النظام قادرا على فهم أكثر من 125 ألف كلمة بمجرد أن تفكر فيها بصمت.

ويقول عالم الأعصاب فرانك ويليت من جامعة ستانفورد إنه ما يزال هناك طريق طويل أمامهم، مشيرا إلى أنه: "غالبا ما كان النظام بعيدا عن تحقيق تلك الدقة القصوى البالغة 74%. ومع ذلك، من خلال استخدام تقنية غرسة مطورة ورسم خرائط لأجزاء أكبر من الدماغ للتعرف على إشارات الفكر، يثق الباحثون من إمكانية تحسين النظام بسرعة خلال السنوات القليلة المقبلة".

ويختتم ويليت بالقول: "مستقبل واجهات الحاسوب الدماغية مشرق. هذا العمل يعطي أملا حقيقيا بأنه يمكن لواجهات الكلام الدماغية أن تعيد يوما ما التواصل بطلاقة وطبيعية وراحة مماثلة لمستوى المحادثة اليومية".

نشرت نتائج هذا البحث في مجلة Cell العلمية.

المصدر: ساينس ألرت