ترجمه افکار فرد فلج توسط ایمپلنت مغزی

ایمپلنت مغزی افکار فرد فلج را با دقت 95 درصد ترجمه می کند!

در این مورد، فردی که در این پژوهش شرکت داشت، T5 نامیده شد و در زمان تحقیق سن او 65 سال بود. این فرد به دلیل اینکه دست او به همراه تمام اندام هایش برای چندین سال فلج شده بود، هیچگونه توانایی جهت نوشتن متن را دارا نبود.

اما در طول آزمایشی که در اوایل سال در مجله Nature گزارش شد، فرد مورد مطالعه به گونه ای تمرکز کرد، که انگار در حال نوشتن است و به این فکر می کند که حروف را با یک قلم و کاغذ خیالی بنویسد.

همانطور که او این کار را انجام می داد، الکترودهای کاشته شده در قشر حرکتی مغز او سیگنال‌هایی از فعالیت مغز وی را ثبت کردند و سپس توسط الگوریتم‌هایی که روی یک کامپیوتر خارجی اجرا می‌شد مورد تفسیر قرار گرفتند. طوریکه این الگوریتم 26 حرف الفبا و همچنین برخی از علائم نگارشی اولیه که به صورت ذهنی ترسیم شده بودند را از طریق مسیرهای قلم فرضی T5 رمزگشایی کند.

اولین نویسنده این پژوهش، Frank Willet متخصص پروتز عصبی از دانشگاه استنفورد بیان کرد: ” این سیستم جدید هم از فعالیت عصبی غنی ثبت شده توسط الکترودهای داخلی بخش قشری مغز و هم از قدرت مدل های زبانی استفاده می کند. به طوریکه وقتی روی حروف رمزگشایی شده عصبی اعمال می شود، می تواند متنی سریع و دقیق را ایجاد کند.”

سیستم های مشابهی که به عنوان بخشی از BrainGate توسعه یافته اند، چندین سال است که فعالیت عصبی را به متن تبدیل می کنند. اما بسیاری از واسط‌های قبلی روی استعاره‌های مغزی مختلف تمرکز کرده‌اند تا مشخص کنند که کدام کاراکترها را باید بنویسند. در رابطه با این موضوع می توان به حرکت دادن و کلیک مکان نمای کامپیوتر که توسط ذهن کنترل می شود، اشاره کرد.

در آزمایشات، این فرد توانست با سرعت نوشتن 90 کاراکتر در دقیقه (حدود 18 کلمه در دقیقه)، با دقت تقریباً 94 درصد (و تا 99 درصد دقت با فعال کردن گزینه تصحیح خودکار) دست یابد. این میزان نه تنها به طور قابل توجهی سریع تر از آزمایش های قبلی BCI (مانند استفاده از صفحه کلید مجازی) است، بلکه این سرعت تقریبا برابر با سرعت تایپ کاربران گوشی های هوشمند در گروه سنی مردان می باشد که به گفته محققان، حدود 115 کاراکتر یا 23 کلمه در دقیقه است.

Willett می گوید: “ما می دانیم که مغز پس از اینکه بدن توانایی خود را برای اجرای حرکات از دست داد، برای یک دهه کامل توانایی خود را برای اجرای حرکات کوچک حفظ می کند.

همچنین آموختیم که حرکات پیچیده از قبل تعیین شده که شامل سرعت های متغیر و مسیرهای منحنی مانند یک دست خط، می تواند با سرعت بیشتری توسط الگوریتم های هوش مصنوعی مورد استفاده، تفسیر شود. این در حالی است که سرعت و راحتی تفسیر در این مورد، بیشتر از سرعت و راحتی حرکات ساده تری مانند حرکت مکان نما در مسیر مستقیم با سرعت ثابت است.

اساساً، محققان می گویند که حروف الفبا از نظر شکل با یکدیگر بسیار متفاوت هستند، بنابراین هوش مصنوعی با ترسیم کاراکترها می تواند قصد کاربر را سریع تر رمزگشایی کند و در مقایسه با سایر سیستم های BCI، از ده ها ورودی مختلف به طور یکسان استفاده نمی کند.

با وجود پتانسیل این فناوری که در نوع خود اولین تکنولوژی محسوب می شود، محققان بر این موضوع تاکید دارند که سیستم کنونی تنها یک اثبات مفهومی بوده و نشان داده است که تنها با یک شرکت کننده کار می کند. بنابراین هنوز یک محصول بالینی کاملا قطعی نیست.

مراحل بعدی این پژوهش می تواند شامل آموزش افراد دیگر جهت استفاده از این سیستم واسط، گسترش مجموعه کاراکترهای موجود جهت افزایش نمادهای بیشتر (مانند حروف بزرگ)، بهبود حساسیت سیستم و افزودن ابزارهای ویرایش پیشرفته تری برای کاربر باشد.

همچنان کارهای بیشتری وجود دارند که باید به نتیجه برسند اما در همین جا میتوان به یک پیشرفت جدید و هیجان انگیز نگاه کنیم. پیشرفتی که توانایی برقراری ارتباط را به افرادی که این توانایی را از داده اند، باز می گرداند.

محققان بیان دارند که: “نتایج بدست آمده، رویکرد جدیدی را برای سیستم های BCI باز می کند و همچنین امکان رمزگشایی دقیق، سریع و ایجاد حرکات ماهرانه را پس از سال ها فلج بودن، نشان می دهد.” “ما بر این باوریم که آینده سیستم های داخل قشری BCI روشن است.”

یافته ها در  مجله Nature گزارش شده است.

منبع