واجهة الدماغ والحاسوب التي يمكنها قراءة أفكار المستخدمين

نجح علماء في تطوير واجهة دماغ حاسوبية قادرة على التقاط وفك شفرة الحوار الداخلي للإنسان.

قد تساعد هذه النتائج الأشخاص الذين لا يستطيعون الكلام على التواصل مع الآخرين بسهولة أكبر. فعلى عكس بعض الأنظمة السابقة، لا تتطلب واجهة الدماغ والحاسوب الجديدة من المستخدمين محاولة نطق الكلمات. بل عليهم فقط التفكير فيما يريدون قوله.

أحد المشاركين في تجربة تفاعل الدماغ والحاسوب يفكّ أفكاره الداخلية. الصورة: إيموري برين جيت

قالت إيرين كونز، المؤلفة المشاركة في الدراسة، وهي مهندسة كهربائية بجامعة ستانفورد: "هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من فهم شكل نشاط الدماغ بمجرد التفكير في الكلام". وأضافت: "بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من إعاقات حركية ونطقية شديدة، قد تساعدهم واجهة قادرة على فك شيفرة الكلام الداخلي على التواصل بشكل أسهل وأكثر طبيعية".

يتم تطوير واجهات الدماغ والحاسوب (BCIs) التي تسمح للأشخاص المصابين بالشلل باستخدام أفكارهم للتحكم في الأجهزة المساعدة، مثل الأطراف الاصطناعية، أو التواصل مع الآخرين.

تتضمن بعض الأنظمة زرع أقطاب كهربائية في دماغ المريض، في حين تستخدم أنظمة أخرى التصوير بالرنين المغناطيسي لمراقبة نشاط الدماغ وربطه بالأفكار أو الأفعال.

مع ذلك، تتطلب العديد من واجهات الدماغ والحاسوب، التي تُساعد على التواصل، من المستخدم بذل جهد في الكلام للتعبير عمّا يريد قوله، وهي عملية قد تكون مُرهقة للأشخاص ذوي التحكم العضلي المحدود. تساءل الباحثون في هذه الدراسة الجديدة عما إذا كان بإمكانهم استبدالها بفكّ تشفير الكلام الداخلي.

وفي الدراسة الجديدة التي نشرت في 14 أغسطس/آب في مجلة Cells، عملت إيرين كونز وزملاؤها مع أربعة أشخاص مصابين بالشلل بسبب السكتة الدماغية أو التصلب الجانبي الضموري (ALS)، وهو مرض تنكسي يؤثر على الخلايا العصبية التي تساعد في التحكم في العضلات.

يجري تطوير واجهات بين الدماغ والحاسوب، قادرة على كشف الفرق بين الأفكار والكلمات. الصورة: كامتري تطلق

زُرعت أقطاب كهربائية في أدمغة المشاركين كجزء من تجربة سريرية للتحكم في الأجهزة المساعدة من خلال أفكارهم. درّب الباحثون الذكاء الاصطناعي باستخدام نماذج لفك تشفير الأفكار الداخلية وما يحاول المريض قوله من إشارات كهربائية تلتقطها الأقطاب الكهربائية في أدمغة المشاركين.

وجد الفريق أن النماذج فكّت جملًا كان المشاركون "يفكرون بها" في رؤوسهم بدقة تصل إلى 74%. كما تعرّفت على الكلام الداخلي الطبيعي للشخص في المهام التي تطلّبت ذلك، مثل تذكر ترتيب سلسلة من الأسهم التي تشير إلى اتجاهات مختلفة.

إن الكلام الداخلي، أو بالأحرى الفكر الداخلي، والكلام كلاهما ينتج أنماطًا مماثلة من نشاط الدماغ في القشرة الحركية، التي تتحكم في الحركة، ولكن الكلام الداخلي ينتج نشاطًا أضعف عمومًا.

إحدى المشكلات الأخلاقية المتعلقة بواجهات الدماغ والحاسوب هي قدرتها على فك رموز أفكار المستخدم الشخصية بدلًا من فهم ما ينوي قوله. يشير التباين في إشارات الدماغ بين الكلام والأفكار الداخلية إلى أن واجهات الدماغ والحاسوب المستقبلية قد تتمكن من قراءة أفكار الشخص.

ولحماية النظام الحالي بشكل أكبر من فك تشفير الكلام الداخلي للشخص عن طريق الخطأ، قام الفريق بتطوير واجهة دماغية حاسوبية محمية بكلمة مرور.

كان بإمكان المشاركين استخدام الكلام الاختباري للتواصل في أي وقت، لكن الواجهة بدأت في فك تشفير الكلام الداخلي فقط بعد تلاوة عبارة المرور "تشيتي تشيتي بانج بانج" بصمت.

"على الرغم من أن واجهات الدماغ والحاسوب لا تستطيع فك تشفير جمل كاملة عندما لا يفكر الشخص بوضوح في الكلمات، فإن الأجهزة المتقدمة قد تكون قادرة على القيام بذلك في المستقبل"، كما كتب الباحثون في مجلة Cell.