نخستین دستگاه مغزی برای خواندن گفتار درونی معرفی شد

با پروتز مغزی خواندن افکار به متن، بیماران فاقد گفتار می‌توانند افکار خود را روی نمایشگر ببینند و ارتباطی نزدیک به گفتار واقعی برقرار کنند.

به گزارش تک‌ناک، دانشمندان موفق شده‌اند پروتز مغزی جدیدی توسعه بدهند که می‌تواند افکار درونی انسان را در لحظه بخواند و به متن تبدیل کند. این فناوری تازه امید بزرگی برای بیماران مبتلا به ALS و افرادی که براثر سکته ساقه مغز توانایی گفتار خود را از دست داده‌اند، به‌همراه دارد و امکان برقراری ارتباط سریع و راحت را فراهم می‌کند.

در دهه ۱۹۹۰، ژان‌دومینیک بوبی، روزنامه‌نگار فرانسوی که پس‌از سکته مغزی تقریباً به‌طور کامل فلج شد، تنها با پلک‌زدن و انتخاب تک‌تک حروف کتاب خود را نوشت. بااین‌همه، امروزه بیماران مشابه گزینه‌های بسیار پیشرفته‌تری دارند؛ ازجمله دستگاه‌هایی که حرکات چشم یا انقباضات عضلانی ریز را برای انتخاب کلمات ردیابی می‌کنند.

در مرز پیشرفته‌تر این حوزه، ایمپلنت‌های مغزی می‌توانند سیگنال‌های عصبی را مستقیماً به کلمات تبدیل کنند. بیشتر رابط‌های مغز و کامپیوتر (BCI) موجود نیاز دارند کاربر تلاش فیزیکی برای گفتن کلمه انجام دهد؛ فرایندی که هم کُند است و هم خسته‌کننده. اکنون فناوری جدید این مانع را برطرف می‌کند و اجازه می‌دهد فرد فقط با «اندیشیدن» جمله، آن را روی نمایشگر ببیند.

این سیستم مانند دستگاه‌های گفتار از حسگرهایی استفاده می‌کند که در قشر حرکتی مغز کاشته می‌شوند؛ بخشی که فرمان حرکت به اندام‌های صوتی می‌فرستد. داده‌های عصبی سپس با مدل یادگیری ماشین پردازش می‌شوند تا مشخص شود هر سیگنال با کدام صدا مرتبط است و در نهایت، کلمه مدنظر پیش‌بینی می‌شود. نکته مهم اینکه قشر حرکتی هنگام تصور گفتار نیز فعال می‌شود و محققان همین ویژگی را برای رمزگشایی گفتار درونی به‌ کار گرفته‌اند.

به نقل از ScientificAmerican، نتایج این پژوهش چند روز قبل در مجله Cell منتشر شد. تیم تحقیقاتی با سه بیمار ALS و یک بیمار سکته مغزی که پیش‌تر حسگر دریافت کرده بودند، کار کرد. در این روش، کافی بود شرکت‌کنندگان جمله مدنظر را در ذهن تصور کنند تا در لحظه روی صفحه ظاهر شود. برخلاف نسل‌های قبلی که به چند واژه محدود بودند، این دستگاه به بانک واژگان ۱۲۵ هزار کلمه‌ای دسترسی دارد.

سرعت ارتباط با این فناوری چشمگیر و حدود ۱۲۰ تا ۱۵۰ کلمه در دقیقه است؛ یعنی نزدیک به گفت‌وگوی طبیعی و بدون نیاز به تنفس‌های مکرر یا تلاش فیزیکی. همچنین، مشکلاتی مانند صداهای ناخواسته یا تغییرات چهره که در روش‌های قبلی وجود داشت، در این شیوه حذف شده است.

با‌این‌حال، پروتز مغزی خواندن افکار به متن فقط درصورتی کار می‌کند که مغز بتواند ایده را به نقشه حرکتی برای بیان تبدیل کند؛ هرچند اجرای فیزیکی ممکن نباشد. این همان شرایطی است که در بیماران مبتلا به دیس‌آرتری (اختلال حرکتی گفتار) دیده می‌شود.

برای حفظ حریم خصوصی ذهنی، پژوهشگران عبارت رمز مانند chitty chitty bang bang تعریف کردند تا شروع یا توقف تبدیل گفتار درونی را کنترل کند. شرکت‌کنندگان مطالعه از نتایج هیجان‌زده بودند. یکی از بیماران حتی خوشحال بود که بالاخره می‌تواند در گفت‌وگوها «میان‌کلامی» کند؛ امکانی که با روش‌های کندتر قبلی وجود نداشت.

ارین کانتز، پژوهشگر پسادکتری دانشگاه استنفورد و نویسنده اصلی مقاله، تأکید کرد:

هدف ما یافتن سیستمی راحت برای کاربر و نزدیک به توانایی طبیعی گفتار است.

او انگیزه شخصی نیز دارد؛ چراکه پدرش به ALS مبتلا بود و توان گفتار خود را از دست داد:

«در پایان زندگی پدرم، تنها مترجم گفتار او بودم و از همین تجربه می‌دانم چنین پژوهش‌هایی چقدر تأثیرگذارند.

به گفته کانتز، مشارکت داوطلبانه بیماران در این پروژه حیاتی است. او افزود:

این افراد شگفت‌انگیزند؛ زیرا نه برای منفعت شخصی، بلکه برای کمک به توسعه فناوری برای بیماران آینده در این تحقیق شرکت کردند و شایسته بیشترین قدردانی‌اند.