تقنية مذهلة تربط الدماغ بالحاسوب تمكّن مريضاً مشلولاً من التحدث بصوته في الوقت الحقيقي

طوّر باحثون في جامعة كاليفورنيا، ديفيس، نظاماً جديداً لواجهة دماغ-حاسوب (BCI) يتيح للمصابين بالشلل التحدث مع أحبائهم بصوتهم الخاص وبزمن استجابة شبه فوري، وقد تمكن أحد المشاركين، وهو رجل يبلغ من العمر 45 عاماً مصاب بالتصلب الجانبي الضموري (ALS)، من التفاعل مع عائلته صوتياً بفضل هذه التقنية المتقدمة.
- ما هو التصلب الجانبي الضموري (ALS)؟
يُعد ALS مرضاً عصبياً تنكسياً يهاجم الخلايا العصبية في الدماغ والنخاع الشوكي، مما يؤدي إلى فقدان السيطرة على العضلات تدريجياً، بما في ذلك تلك المسؤولة عن النطق. وتؤدي هذه الحالة إلى عجز شديد في التواصل، مما يجعل استعادة القدرة على التحدث هدفاً إنسانياً وتكنولوجياً بالغ الأهمية.
- الصوت كهوية: تكنولوجيا تعيد للمريض صوته
يقول الدكتور ديفيد براندمن، مدير مختبر الأطراف العصبية في الجامعة: "الصوت جزء أساسي من هويتنا، وفقدان القدرة على الكلام يعد ضربة قاسية للمصابين بأمراض عصبية. لكننا اليوم أعدنا لمريض مشلول القدرة على التحدث، مستخدمين نسخة مُركبة من صوته الحقيقي."
وأضاف أن هذه التكنولوجيا "قد تغيّر حياة المصابين بالشلل بشكل جذري".
- كيف تعمل واجهة الدماغ-الحاسوب الجديدة؟
تعتمد التقنية على زرع مصفوفات ميكروإلكترودية دقيقة (256 قطباً) في المناطق الدماغية المسؤولة عن إنتاج الكلام، تلتقط هذه الأقطاب الإشارات العصبية الصادرة عند محاولة النطق، وترسلها إلى الحاسوب ليقوم بتحليلها وإعادة توليد الصوت باستخدام خوارزميات ذكاء اصطناعي متقدمة.
- سرعة خارقة: تأخير قدره جزء من الأربعين من الثانية فقط
أُجري التدريب على النظام من خلال عرض جمل على شاشة أمام المريض، طُلب منه محاولة نطقها بينما تُسجل إشارات دماغه.
وكانت النتائج مذهلة:
زمن الاستجابة يعادل 1/40 من الثانية، وهو زمن قريب جداً من سرعة استماع الشخص لصوته الطبيعي.
تمكن المريض من التحكم بنغمة صوته بل وحتى غناء لحن بسيط.
كانت 60% من الكلمات مفهومة بدقة من قبل المستمعين.
- الذكاء الاصطناعي مفتاح النجاح
تشير الدكتورة مايتري وايراجكار، الباحثة الرئيسية في المشروع، إلى أن التحدي الأكبر كان في معرفة متى وكيف يحاول المريض التحدث فعلاً.
وأضافت: "لقد صممنا خوارزميات تلتقط النشاط العصبي وتقارنه بالأصوات المقصودة، مما يتيح إعادة توليد الكلام بدقة، بما يشمل الإيقاع والتنغيم."
- خطوات قادمة: نحو تعميم التجربة
يشير الفريق البحثي إلى أن التقنية لا تزال في مراحلها الأولى، ولكن الخطوة التالية هي تجريب النظام على مشاركين آخرين، من بينهم أشخاص فقدوا القدرة على الكلام بسبب السكتات الدماغية أو إصابات أخرى.

المصدر:   Sciencealert