شگفتی ایمپلنت مغزی؛ مرد ناتوان از تکلم پس از سالها دوباره با صدای خودش صحبت کرد
از دستدادن توانایی صحبت کردن، یکی از دردناکترین پیامدهای بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) محسوب میشود؛ همان بیماری ناتوانکنندهای که گریبانگیر استیون هاوکینگ، فیزیکدان معروف بود.
اما پیشرفتهای اخیر در فناوری رابط مغز و کامپیوتر نویدبخش راهی تازه برای غلبه بر این محدودیت شدهاند. اکنون پژوهشگران آمریکایی با کمک ایمپلنت مغزی آزمایشی، به مرد مبتلا به فلج شدید امکان دادهاند بار دیگر تنها با استفاده از افکارش و با صدایی شبیه به صدای واقعی خود، با خانواده و اطرافیانش ارتباط برقرار کند.
کیسی هرل، مرد ۴۷ ساله آمریکایی به نوع پیشرفتهای از اسکلروز جانبی آمیوتروفیک مبتلا است. اسکلروز جانبی آمیوتروفیک بیماری تحلیلبرندهای است که به تدریج توانایی حرکت و گفتار را از بیماران میگیرد. با پیشرفت بیماری، سخنان مرد برای اطرافیان تقریباً غیرقابل فهم شده بود، اما اکنون رابط آزمایشی مغز و کامپیوتر به او امکان داده است دوباره با دیگران ارتباط برقرار کند.
بیمار ۴۷ ساله تاکنون با کمک رابط مغز و کامپیوتر بیش از ۱۸۳هزار جمله و نزدیک به دو میلیون کلمه را بیان کرده است
به گزارش ساینسآلرت، سامانه ابداعی که درطول نزدیک به دو سال گذشته بهطور مداوم مورد استفاده قرار گرفته، تاکنون به هرل امکان داده است بیش از ۱۸۳هزار جمله و نزدیک به دو میلیون کلمه را بیان کند.
فناوری رابط مغز و کامپیوتر شامل مجموعهای از الکترودها است که درطول عمل جراحی در بخشی از مغز کاشته میشوند. این الکترودها هنگام تلاش فرد برای صحبت کردن، فعالیت عصبی مرتبط با گفتار را ثبت میکنند؛ حتی زمانی که هیچ حرکت قابل مشاهدهای در دهان یا صورت رخ نمیدهد.
سپس سیگنالهای ثبتشده توسط رمزگشای خارجی پردازش و متن حاصل بهصورت لحظهای روی نمایشگر ظاهر میشود. هرل با ردیابی حرکات چشم، نشانگر روی صفحه را کنترل میکند و حتی میتواند تنها با فکر کردن، گزینهها را انتخاب کند.
گرچه اتصال دستگاه در ابتدای روز به کمک مراقب نیاز دارد، این سامانه روی پایه متحرک نصب شده و میتواند در تمام طول روز همراه او باشد. به کمک این فناوری، هرل اکنون بهطور مستقل ایمیل و پیام میفرستد، در اینترنت جستوجو میکند و با وجود بیماری، همچنان به کار تماموقت خود ادامه میدهد.
شاید مهمترین کاربرد این فناوری، بازگرداندن امکان گفتوگو با اعضای خانواده باشد. صدای مصنوعی سامانه بر اساس نمونههای صوتی پیش از ابتلای هرل به ALS ساخته شده تا تا حد امکان به صدای واقعی او شباهت داشته باشد.
هرل از طریق همین سامانه گفته است: «خیلی خوشایند است که وقتی همسرم صدایم را میشنود، میتوانم به چشمانش نگاه کنم و ببینم خاطرات خوش گذشته برایش زنده میشود. همچنین میتوانم به دخترم که دوران حرف زدنم را به یاد نمیآورد، نشان دهم که صدایم قبلاً چگونه بود.»
- رابط جدید مغز-کامپیوتر برای نخستین بار صدای درونی انسان را شنیدنی میکند31 مرداد 04مطالعه '3
- تراشه مغزی ایلان ماسک؛ یک زن پس از ۲۰ سال توانست نامش را بنویسد07 مرداد 04مطالعه '1
- این رابط جدید مغز و کامپیوتر به قرارگیری درون مغز نیاز ندارد23 خرداد 02مطالعه '4
تجربه هرل نشان میدهد رابطهای مغز و رایانه که سالها تنها در محیطهای آزمایشگاهی و تحت شرایط کاملاً کنترلشده قابل استفاده بودند، اکنون ممکن است بالاخره وارد زندگی روزمره بیماران شوند.
هرل یکی از شرکتکنندگان مطالعه بالینی BrainGate2 در ایالات متحده است که ایمنی و کارایی رابط مغز و رایانه جدیدی را در افراد مبتلا به فلج و اختلالات شدید گفتاری بررسی میکند. این فناوری حاصل همکاری دانشگاه کالیفرنیا در دیویس، دانشگاه براون و مؤسسه علوم اعصاب مس جنرال بریگهام است.
در آغاز، هرل فقط با حضور پژوهشگران قادر به استفاده از سیستم بود، اما پس از چندین بهبود فنی، اکنون تقریباً بهطور کامل از خانه و بدون نیاز به حضور متخصصان از آن استفاده میکند. او تاکنون بیش از ۳۸۰۰ ساعت با این سامانه کار کرده و در بیش از ۴۰۰ روز تمرین، بزرگترین مجموعه داده فعالیت مغزی پروژه را تولید کرده است.
بیمار میتواند از خانه، بدون حضور پژوهشگران، ایمیل بفرستد، در اینترنت جستوجو کند و با خانوادهاش ارتباط برقرار کند
سرعت ارتباط هرل اکنون به طور متوسط به ۵۶ کلمه در دقیقه رسیده که نسبت به نخستین تلاشهایش در سال ۲۰۲۳ پیشرفت چشمگیری محسوب میشود. به گفته نیکلاس کارد، پژوهشگر آزمایشگاه نورپروتز دانشگاه کالیفرنیا در دیویس، هرل گاهی بیش از ۱۲ ساعت متوالی از سامانه استفاده میکند.
یکی از ویژگیهای مهم دستگاه هرل، امکان حفظ حریم خصوصی او است. هرل میتواند در صورت تمایل، حالت «خصوصی» را فعال کند تا افکارش ثبت یا ذخیره نشوند. در این صورت، فقط دادههایی که در حالت غیرخصوصی جمعآوری شدهاند، برای آموزش مدلهای آینده مورد استفاده قرار میگیرند.
براساس نتایج منتشرشده، سامانه در حدود ۹۲ درصد مواقع متن مورد نظر او را به درستی یا تقریباً به درستی بازسازی میکند. هرل میگوید این فناوری زندگیاش را متحول کرده است و به او امکان میدهد طبیعیتر از هر فناوری دیگری که تاکنون تجربه کرده، با اطرافیان خود ارتباط برقرار کند.
پژوهشگران امیدوارند تجربه هرل و ۲۶ داوطلب دیگری که در مطالعه شرکت کردهاند، به بهبود این فناوری و فراهمشدن امکان استفاده گستردهتر از آن برای بیماران آینده کمک کند.
پژوهش در ژورنال Nature Medicine منتشر شده است.