ایمپلنت جدید مغز حروف تجسم یافته را به متن تبدیل می کند



هنگامی که حرکت می کنیم ، احساس می کنیم یا صحبت می کنیم – یا تقریباً هر کاری انجام می دهیم – مغز ما الگوی خاصی از فعالیت الکتریکی را ایجاد می کند. و برای دهه ها ، دانشمندان این انگیزه ها را با دستگاه ها پیوند داده اند ، نه تنها برای درک و درمان بیماری های مغزی ، بلکه برای کمک به افراد معلول. رابط های مغز و رایانه یا BCI می توانند حرکت را در افراد مبتلا به فلج بازیابی کرده و به درمان بیماری های عصبی و روانی کمک کنند.

محدودیت بعدی در BCI می تواند مواردی مانند پیام کوتاه متنی باشد. تایپ کردن هنوز هم چالش های دیوانه واری دشوار برای مهندسین زیستی ایجاد می کند. مطالعه ای که امروز در طبیعت گزارشات کاشت مغز که به افراد دارای اختلال در حرکت اندام امکان می دهد تا با متن فرموله شده در ذهن آنها ارتباط برقرار کنند – بدون نیاز به دست.

این نرم افزار هوش مصنوعی که توسط تیمی در دانشگاه استنفورد ساخته شده است ، همراه با الکترودهای کاشته شده در مغز ، قادر به “خواندن” افکار شخصی با فلج کل بدن است که از آنها خواسته می شود آنها را به دست خط تبدیل کنند. BCI حروف و کلمات خیالی او را به متن روی صفحه رایانه تبدیل می کند – نوعی “دست خط ذهنی”. این فناوری می تواند به نفع میلیون ها نفر در سراسر جهان باشد که به دلیل آسیب دیدگی اندام یا عضلات صوتی قادر به نوشتن یا صحبت نیستند.

https://www.youtube.com/watch؟v=3Y7BJbtMSVk

در حالی که فرد فلج در مطالعه خود نوشتن نامه یا نماد را تصور می کرد ، حسگرهای کاشته شده در مغز او الگوهای فعالیت الکتریکی را تشخیص دادند. سپس یک الگوریتم این سیگنال ها را تفسیر کرده و مسیر قلم خیالی خود را ردیابی می کند. اعتبار: فرانک ویلت و دیگران ، طبیعت 2021

مطالعه قبلی توسط کریشنا شنوی ، نویسنده هم استنفورد ، به تحلیل الگوهای عصبی مرتبط با گفتار کمک کرده بود. همچنین حرکات خیالی دست را رمزگشایی می کند تا افراد فلج بتوانند مکان نما را به راحتی روی صفحه کلید حرکت داده و حروف را وارد کنند. اما این تکنیک فقط به آنها اجازه می دهد تا در هر دقیقه 40 کاراکتر وارد کنند که بسیار کمتر از میانگین تایپ صفحه کلید است که حدود 190 کاراکتر در دقیقه است.

کار جدید شنوی بر روی دست خط خیالی به عنوان راهی برای بهبود سرعت ارتباط برای اولین بار متمرکز است. و محققان امیدوارند که حداقل به سرعت ارسال پیام به تلفن های هوشمند برسد. این تکنیک به آزمودنی که در زمان مطالعه 65 سال سن داشت اجازه می دهد تا در دقیقه 90 کاراکتر را تایپ کند. این فرکانس برای اکثر پیام های متنی ارشد که معمولاً می تواند حدود 115 کاراکتر در دقیقه در تلفن وارد کند ، از متوسط ​​دور نیست.

فرانک ویلت ، سرپرست نویسنده و محقق در آزمایشگاه ترجمه نوروپروتستیک استنفورد گفت: “این ترتیب کار می تواند به برقراری ارتباط در افرادی که به شدت فلج یا” قفل شده اند “کمک کند. “این باید به مردم کمک کند خود را بیان کنند و افکار خود را به اشتراک بگذارند. بسیار هیجان انگیز است. “

شرکت کننده در مطالعه در سال 2007 از ناحیه نخاع آسیب دید و بیشترین حرکات زیر گردن خود را از دست داد. در سال 2016 ، جیمی هندرسون جراح مغز و اعصاب استنفورد ، نویسنده ارشد مقاله ، دو تراشه کوچک BCI را در مغز یک بیمار کاشت. هر یک از تراشه ها دارای 100 الکترود بوده که توانایی حس فعالیت عصبی را دارند. آنها در ناحیه قشر حرکتی کاشته می شوند که حرکت دست ها و بازوها را کنترل می کند و به محققان اجازه می دهد الگوهای فعالیت مغز مربوط به زبان نوشتاری را نمایه کنند.

ایمی ال اورسبورن ، عضو گروه مهندسی زیستی در دانشگاه واشنگتن ، گفت: “این مطالعه پیشرفت مهم و واضحی برای رابط های مغز-کامپیوتر است.” “یک دلیل واضح این امر این است که آنها جهشی عظیم در یک کار چالش برانگیز اما مهم مانند معرفی متن داشته اند. این همچنین مهمترین نمایش تاکنون برای استفاده از ابزارهای ثابت در یادگیری ماشین به عنوان مدلهای زبان قابل پیش بینی برای بهبود BCI است. ”

گفت: “من دیدم که این مطالعه در ابتدا روی یک پوستر در سال 2019 ارائه شده بود و فکر می کنم عالی باشد!” . “من فکر می کنم این به وضوح نشان می دهد که مسیرهای حرکتی خوب را می توان با فعالیت نئوکورتیک رمزگشایی کرد.”

سرويا افزود كه تحقيقات وي مي تواند با تحقيقات ويله تطبيق داده شود تا در درمان افرادي كه دچار آسيب مغزي يا سكته مغزي شده اند ، كمك كند. “ما نشان داده ایم که سیگنالهای کنترل موتور می توانند رمزگشایی شوند [following a stroke]که نشان می دهد برخی از رویکردهای رمزگشایی توسعه یافته توسط ویلت ممکن است در خارج از افراد مبتلا به آسیب نخاعی کاربرد داشته باشد. “

با این حال سرویا با مطالعه جدید اختلاف دارد – تردیدی که وی چند سال پیش در برابر ویلت انجام داد: وی معتقد است گرچه تمرکز بر روی برقراری ارتباط از طریق نامه های مکتوب بصری است ، اما ممکن است موثرترین وسیله برای انجام این کار نباشد.

سرویا می پرسد: “چرا به او زبان جدیدی را بر اساس حرکات ابتدایی ساده تر ، مانند آکورد کوتاه یا زبان اشاره ، به فرد یاد نمی دهیم؟” “این می تواند سرعت ارتباط را افزایش دهد و از همه مهمتر تلاش ذهنی و توجه مورد نیاز را کاهش می دهد.”

اما در حال حاضر ، ویلت متمرکز بر رمزگشایی ذهنی اشکال آشناتر از ارتباطات ما است – و او می خواهد آزمایش نوشتن را با سایر افراد فلج تکرار کند. او توضیح می دهد که در حالی که ترجمه کنترل مغز روی دست خط اولین قدم مهم در بازیابی توانایی برقراری ارتباط است ، رمزگشایی گفتار واقعی – با تجزیه و تحلیل آنچه شخص قصد دارد بگوید – هنوز یک چالش اساسی است. محققان با آن روبرو هستند زیرا ما گفتار را بسیار سریعتر از خود تولید می کنیم بنویس یا بنویس

“رمزگشایی سخنرانی با دقت کافی و اندازه فرهنگ لغت برای افراد امکان مکالمه مشترک مشکل دشواری بود. نسبت سیگنال به نویز بسیار بالاتر است ، بنابراین ترجمه آن به رایانه دشوارتر است. ” “اما اکنون ما هیجان زده ایم که می توانیم دست خط را به طور دقیق رمزگشایی کنیم. هر حرف الگوی کاملاً متفاوتی از فعالیت عصبی را تداعی می کند. “

در مورد اینکه چه زمان می توان فناوری رمزگشایی متن و گفتار را در دسترس عموم قرار داد ، ویلت یک خوش بین محتاط است. وی اذعان می کند: “پیش بینی زمان استفاده از روش ما به وسیله ای واقعی که هرکسی می تواند خریداری کند ، دشوار است.” “البته ، ما امیدواریم که این به زودی انجام شود و اکنون شرکت هایی هستند که روی دستگاه های قابل کاشت BCI کار می کنند. اما شما هرگز نمی دانید چه زمانی کسی قادر به ترجمه آن است. امیدواریم ظرف چند سال باشد نه دهه ها! “


منبع: khabar-nab.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*