تسمح أجهزة قراءة الدماغ للأشخاص المصابين بالشلل بالتحدث باستخدام أفكارهم

مكنت عمليات زرع قراءة الدماغ المعززة باستخدام الذكاء الاصطناعي (AI) شخصين مصابين بالشلل من التواصل بدقة وسرعة غير مسبوقة.

Nature: News

• مريم نداف

د. سالم موسى القحطاني

تعمل واجهة الدماغ والحاسوب على ترجمة إشارات دماغ المشارك في الدراسة إلى كلام وحركات وجه لشخصية متحركة. مصدر الصورة: نوح بيرغر

وفي دراستين منفصلتين، نُشرتا في 23 أغسطس في مجلة Nature 1,2، يصف فريقان من الباحثين واجهات الدماغ والحاسوب (BCIs) التي تترجم الإشارات العصبية إلى نص، أو كلمات ينطقها صوت اصطناعي. يمكن لـ BCIs فك تشفير الكلام بسرعة 62 كلمة في الدقيقة و78 كلمة في الدقيقة، على التوالي. تحدث المحادثة الطبيعية بمعدل 160 كلمة في الدقيقة تقريبًا، لكن التقنيات الجديدة أسرع من أي محاولات سابقة.

وقال فرانسيس ويليت عالم الأعصاب في جامعة ستانفورد: "من الممكن الآن أن نتصور مستقبلا حيث يمكننا استعادة المحادثة السلسة لشخص مصاب بالشلل، وتمكينه من قول ما يريد قوله بحرية وبدقة عالية بما يكفي لفهمه بشكل موثوق". في كاليفورنيا، والذي شاركت في تأليف إحدى الأوراق البحثية 1، في مؤتمر صحفي عُقد في 22 أغسطس.

يقول كريستيان هيرف، عالم الأعصاب الحسابي بجامعة ماستريخت بهولندا، إن هذه الأجهزة «يمكن أن تصبح منتجات في المستقبل القريب جدًا».

الأقطاب الكهربائية والخوارزميات

قام ويليت وزملاؤه بتطوير BCI لتفسير النشاط العصبي على المستوى الخلوي وترجمته إلى نص. لقد عملوا مع بات بينيت البالغ من العمر 67 عامًا، والذي يعاني من مرض الخلايا العصبية الحركية، المعروف أيضًا باسم التصلب الجانبي الضموري - وهي حالة تسبب فقدانًا تدريجيًا للتحكم في العضلات، مما يؤدي إلى صعوبات في الحركة والتحدث.

تساعد أجهزة قراءة الدماغ الأشخاص المصابين بالشلل على الحركة والتحدث واللمس

أولاً، أجرى الباحثون عملية جراحية على بينيت لإدخال مصفوفات من أقطاب السيليكون الصغيرة في أجزاء من الدماغ تشارك في الكلام، على بعد بضعة ملليمترات تحت السطح. ثم قاموا بتدريب خوارزميات التعلم العميق للتعرف على الإشارات الفريدة في دماغ بينيت عندما حاولت التحدث بعبارات مختلفة باستخدام مجموعة كبيرة من المفردات مكونة من 125000 كلمة ومجموعة مفردات صغيرة مكونة من 50 كلمة. يقوم الذكاء الاصطناعي بفك تشفير الكلمات من الصوتيات – وحدات الكلام الفرعية التي تشكل الكلمات المنطوقة. بالنسبة للمفردات المكونة من 50 كلمة، عمل واجهة BCI أسرع بمقدار 3.4 مرات من واجهة BCI السابقة التي طورها نفس الفريق3 وحقق معدل خطأ في الكلمات قدره 9.1%. وارتفع معدل الخطأ إلى 23.8% للمفردات المكونة من 125 ألف كلمة. وقال ويليت في المؤتمر الصحفي: "يتم فك رموز حوالي ثلاث من كل أربع كلمات بشكل صحيح".

Brain-reading devices allow paralysed people to talk using their thoughts (nature.com)