فناوری ایمپلنت مغزی نوشتن با افکار را برای بیمار قطع نخاع فراهم کرد

فردی که به دلیل آسیب نخاعی در سال 2007 از گردن به پایین فلج شده بود، اخیراً به لطف سیستم ایمپلنت مغز که دست خط خیالی او را به متن واقعی تبدیل می‌کند، در تعجب همگان نشان داد که می‌تواند افکار خود را بدون نیاز به قلم و کاغذ با دیگران به اشتراک بگذارد.

این دستگاه بخشی از یک همکاری تحقیقاتی قدیمی به نام BrainGate، یک رابط مغز و کامپیوتر (BCI) است که از هوش مصنوعی (AI)  برای تفسیر سیگنال‌های فعالیت عصبی تولید شده در حین دست‌نویسی استفاده می‌کند.

در این پروژه، مردی که در مطالعه T5 نام داشته و در زمان انجام تحقیق 65 سال سن داشت، هیچ نوشتن واقعی انجام نمی‌داد و دست او به همراه تمام اندام‌های دیگر بدنش از سال‌ها پیش فلج شده بود. اما در طول آزمایشی که در اوایل سال میلادی توسط رسانه Nature گزارش شد، وی طوری تمرکز می‌کرد که انگار در حال نوشتن است و به شکل جدی به حروف را با قلم و کاغذ خیالی در ذهن خود می‌نوشت.

در همین حین که او این کار را انجام می‌داد، الکترودهای کاشته شده در قشر حرکتی او سیگنال‌هایی از فعالیت مغز او را ثبت کردند که سپس توسط الگوریتم‌هایی که روی یک کامپیوتر خارجی اجرا می‌شد تفسیر شده و مسیرهای قلم خیالی T5 را رمزگشایی کردند تا در نهایت به صورت ذهنی 26 حرف الفبا و برخی از علائم نقطه‌گذاری اولیه ردیابی و ترسیم شد.

Frank Willett، یک متخصص پروتز عصبی محققی از دانشگاه استنفورد، می‌گوید:

این سیستم جدید هم از فعالیت عصبی غنی ثبت شده توسط الکترودهای داخل قشری و هم از قدرت مدل‌های زبانی استفاده می‌کند که وقتی روی حروف رمزگشایی شده عصبی اعمال می‌شود می‌تواند متنی سریع و دقیق ایجاد کند.

سیستم‌های مشابهی که به‌عنوان بخشی از BrainGate توسعه یافته‌اند، چندین سال است که می‌توانند فعالیت‌های عصبی را به متن رونویسی ‌کنند؛ اما بسیاری از رابط‌های قبلی برای اینکه بدانند کدام کاراکترها مانند تایپ نقطه و کلیک با مکان‌نمای رایانه که توسط مغز کنترل می‌شود را باید بنویسند، روی متافورس‌های مغزی مختلف تمرکز کرده‌اند.

در این آزمایش اما نمونه به نامT5  نشان داد که یک سیستم دستخط مجازی چقدر می‌تواند برای افرادی که تقریباً تمام حرکات فیزیکی مستقل خود را از دست داده‌اند، نویدبخش باشد.

طی آزمایشات انجام شده، این مرد توانست به سرعت نوشتن 90 کاراکتر در دقیقه (حدود 18 کلمه در دقیقه)، با دقت تقریباً 94 درصد (و تا 99 درصد دقت با فعال کردن حالت تصحیح خودکار) دست یابد.

این میزان نه تنها به طور قابل توجهی سریعتر از آزمایش‌های BCI قبلی (با استفاده از چیزهایی مانند صفحه کلید مجازی) است، بلکه تقریباً با سرعت تایپ کاربران گوشی‌های هوشمند در رده سنی مردان میانسال که حدود 115 حرف یا 23 کلمه در دقیقه است، برابری می‌کند.

ویلت می‌گوید: «ما دریافته‌ایم که مغز توانایی خود برای فرمان‌دهی حرکات ظریف را یک دهه کامل پس از اینکه بدن توانایی خود را برای اجرای آن حرکات از دست داد، حفظ می‌کند».

وی همچنین اذعان دارد ترسیم نوشتار حروف می‌تواند به کمک هوش مصنوعی می‌تواند برای سیستم ایمپلنت مغزی بسیار ساده‌تر و روان‌تر از حرکات ساده‌ای همچون حرکت دادن نشانگر روی صفحه با تجسم فکری باشد.

به گفته محققین، این پروژه همچنان در فاز آزمایشی است اما به زودی با پیاده‌سازی روی نمونه‌های بیشتر به پتانسیل بالایی برای رفع معضلات فلج جزئی و کلی خواهد انجامید.