امکان تبدیل افکار به کلمات با ایمپلنت مغزی جدید

محققان مؤسسۀ فناوری کالیفرنیا (Caltech) با موفقیت ایمپلنت مغزی را توسعه داده اند، که می‌تواند گفتار درونی مغز را رمزگشایی و افکار را به کلمات تبدیل کند.

به گزارش تک‌ناک، در حالی که این فناوری پیشگامانه هنوز در مراحل اولیۀ خود است، پتانسیل تحول در ارتباطات برای افرادی که مبتلا به فلج شدید یا سندرم قفل شدگی هستند، یا افرادی که توانایی صحبت کردن را از دست داده‌اند، دارد.

ایمپلنت مغزی جدید چگونه کار می‌کند؟

این فناوری پیشرفتۀ رابط مغز و ماشین (BMI) از کلتک است، که با ضبط سیگنال‌ها از سلول‌های عصبی منفرد مغز در زمان واقعی کار می‌کند.

بر خلاف BMIهای قبلی که بر گفتارِ تا حدی صدادار یا تقلیدشده تکیه داشتند، این سیستم گفتاری به صورت کامل بر رمزگشایی داخلی کار می‌کند و به یک پیشرفت قابل توجه در این زمینه تبدیل شده است.

تمرکز BMI بر روی ناحیۀ خاصی از مغز به نام شکنج فوق حاشیه (SMGs) است، که تحقیقات قبلی آن را با نمایش کلمات گفتاری و کارهایی مانند: تعیین قافیه بودن کلمات مرتبط می‌کند.

محققان کلتک یک دستگاه (آرایه‌های الکترود کوچک) را در این ناحیه از مغزِ دو شرکت‌کننده با آسیب نخاعی کاشتند.

نتایج امیدوارکنندۀ تحقیقات

شرکت‌کنندگان بر روی مجموعه‌ای از هشت کلمه، که شامل دو کلمۀ بی‌معنی بود، آموزش دیدند.

پس از دورۀ آموزشی، محققان مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام دادند، که در آن کلمات را بر روی صفحه نمایش فلش می‌زدند و از شرکت‌کنندگان درخواست می‌شد تا کلمات را بدون صدا به خودشان بگویند.

نتایج امیدوارکننده بود، به صورتی که توسط یک شرکت‌کننده نرخ دقت BMI به 97 درصد رسید.

با وجود این، دقت برای شرکت‌کنندۀ دوم 23 درصد بود، که نشان‌دهندۀ تفاوت‌های فردی در شیوۀ پردازش گفتار درونی است.

موانع همچنان باقی است

یکی از موانع کلیدی در رمزگشایی گفتار درونی، عدم درک واضح از شیوۀ پردازش آن در مغز است.

کریستین هرف، عصب شناس محاسباتی در دانشگاه ماستریخت هلند در این باره می‌گوید: مشکل گفتار درونی این است که ما نمی‌دانیم چه اتفاقی رخ می‌دهد و چگونه پردازش می‌شود.

محققان هنوز در حال بررسی هستند که آیا مغز، گفتار درونی را به صورت آوایی (با صدا) یا معنایی (با معنی)، نشان می‌دهد، در همین راستا نیاز به واژگان بزرگ‌تر و شرکت‌کننده‌های متنوع‌تر برای رسیدگی به این سؤالات و اصلاح فناوری است.

تمرکز کنونی محققان بر این آزمایش است که آیا BMI می‌تواند میان حروف الفبا تمایز قائل شود یا خیر، که نتایج این تحقیق گامی مهم در توسعۀ یک تلفظ گفتار داخلی است.

سارا واندلت، یکی از نویسندگان این مطالعه نیز بیان می‌کند: به لطف مطالعۀ جدید شاید بتوانیم یک تلفظ گفتار درونی داشته باشیم، که کمک‌کنندۀ تلفظ کلمات توسط بیماران باشد.

چنین ابزاری می‌تواند افراد مبتلا به فلج شدید را قادر سازد تا کلمات را هجی  و ارتباط مؤثرتری برقرار کنند.

طیف گسترده‌ای از کاربرد

محققان از کاربرد گسترده‌تر این فناوری متعجب هستند. از آنجایی که دو شرکت‌کنندۀ مطالعه دارای توانایی‌های گفتاری دست‌نخورده و نواحی گفتاری سالم در مغز هستند، باید دید که آیا می‌توان یافته‌ها را به افرادی تعمیم داد که به دلیل آسیب یا بیماری، توانایی صحبت کردن را از دست داده‌اند یا این امکان وجود ندارد.

سیلویا مارچسوتی، مهندس اعصاب در دانشگاه ژنو سوئیس، می‌گوید: این یکی از مواردی است که فکر می‌کنم می‌توان در آینده به آن پرداخت.

همچنین در این تحقیق سؤالات گسترده‌تری در مورد ماهیت فکر و آگاهی مطرح می‌شود.

با رمزگشایی گفتار درونی، دانشمندان به درک اساسی عصبیِ درونی‌ترین افکار ما نزدیک‌تر می‌شوند و راه‌های جدیدی را برای تعامل با مغز باز می‌کنند.