شگفتی ایمپلنت مغزی؛ مرد ناتوان از تکلم پس از سالها دوباره با صدای خودش صحبت کرد
یک ایمپلنت مغزی آزمایشی به مردی که توانایی صحبت کردن را از دست داده است، اجازه میدهد با صدایی شبیه صدای خودش با دیگران ارتباط برقرار کند.
از دست دادن توانایی صحبت کردن یکی از دردناک ترین عواقب اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) است. همان بیماری ناتوان کننده ای که گریبان فیزیکدان مشهور استیون هاوکینگ را گرفت.
اما پیشرفت های اخیر در فناوری رابط مغز و رایانه نوید راه جدیدی برای غلبه بر این محدودیت را می دهد. اکنون محققان آمریکایی با کمک یک ایمپلنت مغزی آزمایشی، مردی را که فلج شدید دارد قادر ساخته اند تنها با استفاده از افکار خود و با صدایی شبیه به صدای واقعی خود با خانواده و اطرافیان خود ارتباط برقرار کند.
کیسی هرل، مرد 47 ساله آمریکایی، مبتلا به نوع پیشرفته اسکلروز جانبی آمیوتروفیک است. اسکلروز جانبی آمیوتروفیک یک بیماری ناتوان کننده است که به تدریج توانایی حرکت و صحبت کردن را از بیماران می گیرد. با پیشرفت بیماری، گفتار این مرد برای اطرافیانش تقریبا نامفهوم شد، اما اکنون یک رابط آزمایشی مغز و کامپیوتر به او اجازه داده تا دوباره با دیگران ارتباط برقرار کند.
به گزارش Science Alert، سیستم نوآورانه ای که در دو سال گذشته به طور مداوم مورد استفاده قرار گرفته است، به Herl اجازه داده بیش از 183 هزار جمله و نزدیک به دو میلیون کلمه را بیان کند.
فناوری رابط مغز و کامپیوتر شامل مجموعه ای از الکترودها است که در حین جراحی در بخشی از مغز کاشته می شوند. این الکترودها فعالیت عصبی مربوط به گفتار را هنگامی که فرد سعی می کند صحبت کند، ثبت می کند. حتی زمانی که هیچ حرکت قابل مشاهده ای در دهان یا صورت رخ نمی دهد.
سپس سیگنال های ضبط شده توسط رسیور خارجی پردازش می شود و متن حاصل به صورت لحظه ای روی صفحه ظاهر می شود. هرل با ردیابی حرکات چشم، مکان نما روی صفحه را کنترل می کند و حتی می تواند با فکر کردن گزینه ها را افق میهن کند.
اگرچه اتصال دستگاه در ابتدای روز نیاز به کمک مراقب دارد، اما این سیستم بر روی پایه سیار نصب شده و می تواند در طول روز همراه او باشد. با کمک این فناوری، هرل اکنون به طور مستقل ایمیل و پیامک ارسال می کند، اینترنت را جستجو می کند و علیرغم بیماری خود به طور تمام وقت به کار خود ادامه می دهد.
شاید مهمترین کاربرد این فناوری، بازگرداندن امکان گفتگو با اعضای خانواده باشد. صدای مصنوعی این سیستم بر اساس نمونه های صوتی قبل از تشخیص بیماری ALS هرل ساخته شده است تا تا حد امکان شبیه صدای واقعی او باشد.
از طریق این سیستم، هارل گفت: “این خیلی خوب است که وقتی همسرم صدای من را می شنود، می توانم به چشمان او نگاه کنم و خاطرات خوشی را ببینم که برای او زنده می شود. همچنین می توانم به دخترم که به یاد نمی آورد چه زمانی صحبت کردم، صدایم را نشان دهم.”
تجربه هرل نشان میدهد که رابطهای مغز و کامپیوتر که سالها فقط در محیطهای آزمایشگاهی و تحت شرایط کاملاً کنترلشده قابل استفاده بودند، اکنون ممکن است بالاخره وارد زندگی روزمره بیماران شوند.
هرل یک شرکت کننده در مطالعه بالینی BrainGate2 در ایالات متحده است که ایمنی و کارایی یک رابط جدید مغز و کامپیوتر را در افراد مبتلا به فلج و اختلالات گفتاری شدید بررسی می کند. این فناوری نتیجه همکاری بین دانشگاه کالیفرنیا در دیویس، دانشگاه براون و موسسه علوم اعصاب مس جنرال بریگام است.
در ابتدا، هرل تنها با حضور محققان قادر به استفاده از این سیستم بود، اما پس از چندین پیشرفت فنی، اکنون تقریباً به طور کامل از خانه بدون نیاز به متخصصان از آن استفاده می کند. او تاکنون بیش از 3800 ساعت با این سیستم کار کرده و در بیش از 400 روز آموزش، بزرگترین مجموعه داده فعالیت مغز پروژه را تولید کرده است.
سرعت ارتباط هرل در حال حاضر به طور متوسط 56 کلمه در دقیقه است که نسبت به اولین تلاش های او در سال 2023 پیشرفت قابل توجهی داشته است. به گفته نیکلاس کارت، محقق آزمایشگاه پروتز عصبی در دانشگاه کالیفرنیا، هرل گاهی اوقات از این سیستم برای بیش از 12 ساعت در یک زمان استفاده می کند.
یکی از ویژگی های مهم دستگاه هرل، امکان حفظ حریم خصوصی وی است. اگر هرل بخواهد، می تواند حالت “Private” را فعال کند تا افکارش ضبط یا ذخیره نشود. در این مورد، تنها داده های جمع آوری شده در حالت غیر خصوصی برای آموزش مدل های آینده استفاده می شود.
با توجه به نتایج منتشر شده، سیستم در حدود 92 درصد مواقع متن مورد نظر را به درستی یا تقریباً درست بازتولید می کند. هارل می گوید این فناوری زندگی او را تغییر داده است و به او این امکان را می دهد که به طور طبیعی تر از هر فناوری دیگری که تا به حال تجربه کرده است با اطرافیانش ارتباط برقرار کند.
محققان امیدوارند که تجربه هرل و 26 داوطلب دیگر که در این مطالعه شرکت کردند به بهبود این فناوری و امکان استفاده گسترده تر از آن برای بیماران آینده کمک کند.
این تحقیق در مجله Nature Medicine منتشر شده است.
منبع: زومیت
