فراهم شدن امكان گفت‌وگوي لحظه‌اي براي مردي فلج با يك فناوري جديد

فناوري جديد مغز و رايانه به بيماران فلج كمك مي‌كند تا به صورت بلادرنگ با عزيزانشان صحبت كنند. به گزارش ايسنا، يك سيستم رابط مغز و رايانه (BCI) به سرعت سيگنال‌هاي مغزي يك مرد فلج را به گفتار شنيداري تبديل كرد. به نقل از آي‌اي، يك سيستم رابط مغز و رايانه جديد (BCI) به بيماري مبتلا به اسكلروز جانبي آميوتروفيك (ALS) اجازه داده است تا به صورت در لحظه با خانواده‌اش صحبت كند. ALS يك بيماري عصبي است كه به سلول‌هاي عصبي مغز و نخاع آسيب مي‌رساند و منجر به از دست دادن كنترل عضلات مي‌شود. به گفته توسعه‌دهندگان آن در دانشگاه كاليفرنيا، ديويس، اين رابط مغز و رايانه جديد تحقيقاتي با هدف تسهيل گفت‌وگوي سريع‌تر و طبيعي‌تر طراحي شده است. ديويد برندمن (David Brandman)، مدير مشترك آزمايشگاه نوروپروتز دانشگاه كاليفرنيا، ديويس، مي‌گويد: صداي ما بخشي از چيزي است كه ما را به آنچه هستيم تبديل مي‌كند. از دست دادن توانايي صحبت كردن براي افرادي كه با بيماري‌هاي عصبي زندگي مي‌كنند، ويرانگر است. نتايج اين تحقيق براي افرادي كه مي‌خواهند صحبت كنند اما نمي‌توانند، اميدبخش است. ما نشان داديم كه چگونه يك مرد فلج توانسته با يك نسخه سنتز شده از صداي خود صحبت كند. اين نوع فناوري مي‌تواند براي افراد مبتلا به فلج، متحول‌كننده باشد. برندمن كه جراح مغز و اعصاب نيز هست، جراحي كاشت را روي يكي از شركت‌كنندگان انجام داد. نوروپروستزهاي گفتاري فعلي كه فعاليت مغز را به گفتار تبديل مي‌كنند، به دليل سرعت تبديل پايين خود با محدوديت‌هايي روبرو هستند. اغلب چند ثانيه طول مي‌كشد تا سيگنال‌هاي مغزي قابل شنيدن شوند. اين تأخير مانع برقراري مكالمه طبيعي مي‌شود. سرگي استاويسكي (Sergey Stavisky)، نويسنده ارشد و استاديار بخش جراحي مغز و اعصاب دانشگاه كاليفرنيا، ديويس، مي‌گويد: اين سنتز صدا در لحظه بيشتر شبيه يك تماس صوتي است. با سنتز صداي آني، كاربران مي‌توانند بيشتر در يك مكالمه حضور پيدا كنند. به عنوان مثال، آنها مي‌توانند صحبت را قطع كنند و احتمال اينكه افراد به‌طور تصادفي آنها را قطع كنند، كمتر است. اين دستگاه سيگنال‌هاي مغزي را با دقت قابل توجهي رمزگشايي مي‌كند. اين شامل كاشت آرايه‌هاي ميكروالكترود كوچكي است كه از طريق جراحي در ناحيه توليد گفتار مغز قرار مي‌گيرد. ۲۵۶ الكترود فعاليت صدها نورون را ثبت مي‌كنند و اين سيگنال‌ها را به رايانه‌هايي منتقل مي‌كنند كه سپس صدا را تفسير و بازسازي مي‌كنند. محققان يك مرد ۴۵ ساله را در آزمايش باليني، شركت دادند. براي آموزش سيستم، محققان جملاتي را روي صفحه نمايش به شركت‌كننده ارايه دادند. به او دستور داده شد كه سعي كند اين جملات را با صداي بلند بگويد. برخي از اين جملات لحن خاصي داشتند مثلا به عنوان سوال مطرح مي‌شدند. رابط‌هاي مغز و رايانه به سرعت سيگنال‌هاي مغزي مرد را به گفتار قابل شنيدن ترجمه كرد. سرعت اين فناوري شگفت‌انگيز است. تنها يك چهلم ثانيه تاخير دارد كه مشابه نحوه شنيدن صداي خودمان است. اين به معناي مكالمه واقعي و خودجوش است. او حتي توانست با خواندن ملودي‌هاي اوليه، زير و بمي صداي خود را تنظيم كند. محققان خاطرنشان كردند كه صداي سنتز شده توسط رابط‌هاي مغز و رايانه تا حد زيادي قابل فهم بود و شنوندگان تقريبا ۶۰ درصد از كلمات را به درستي تشخيص دادند. الگوريتم‌هاي پيشرفته هوش مصنوعي كليد اين توليد گفتار در لحظه هستند. اين الگوريتم‌ها با تطبيق الگوهاي ارتباط عصبي شركت‌كننده با صداهاي گفتاري كه او قصد توليد آنها را داشت، آموزش داده شدند. نويسنده اول و دانشمند پروژه، مي‌گويد: مانع اصلي سنتز صدا در لحظه، عدم اطلاع دقيق از زمان و نحوه تلاش فرد مبتلا به از دست دادن گفتار براي صحبت كردن بود. الگوريتم‌هاي ما فعاليت عصبي را در هر لحظه از زمان به صداهاي مورد نظر نگاشت مي‌كنند. اين امر امكان سنتز ظرافت‌هاي گفتار را فراهم مي‌كند و به شركت‌كننده كنترل بر ريتم صداي خود را مي‌دهد. محققان تاكيد مي‌كنند كه پروتزهاي عصبي مغز به صدا هنوز در مراحل اوليه هستند.