بازگشت توانایی تکلم و آوازخوانی به بیمار مبتلا به ALS با استفاده از ایمپلنت مغزی
- شناسه خبر: 34238
- تاریخ و زمان ارسال: ۲۶ خرداد ۱۴۰۴ ساعت ۰۶:۳۵
- نویسنده: میترا راضی
پیشرفت های نوین در زمینه ی فناوری های عصبی، افق های تازه ای را برای بیماران دارای ناتوانی های حرکتی و گفتاری گشوده اند. یکی از جدیدترین این دستاوردها، استفاده از رابط های مغز و کامپیوتر یا همان BCI است که به صورت مستقیم با سیگنال های عصبی تعامل برقرار می کند. در تازه ترین پژوهش، دانشمندان موفق شده اند با بهره گیری از یک سیستم ایمپلنت مغزی پیشرفته، توانایی صحبت کردن و حتی آواز خواندن را به مردی که به بیماری ALS مبتلاست بازگردانند. این پژوهش که در یکی از معتبرترین نشریات علمی جهان منتشر شده، گام بزرگی در حوزه ی بازیابی عملکرد عصبی محسوب می شود.
ایمپلنت مغزی چگونه به بیمار ALS کمک کرد؟
پیشرفت اخیر در فناوری های عصب شناختی به کمک بیمارانی آمده است که توانایی تکلم خود را بر اثر بیماری های عصبی از دست داده اند. در این مطالعه ی خاص، دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در دیویس موفق به ساخت سیستمی شده اند که می تواند سیگنال های مغزی مرتبط با گفتار را به صدا و کلمات تبدیل کند.
- این سیستم شامل ۴ آرایه ی میکروالکترود است که به طور مستقیم در قشر حرکتی مغز (ناحیه ای که کنترل عضلات گفتاری را بر عهده دارد) کاشته می شود.
- هنگامی که بیمار تلاش می کند کلمه ای را بیان کند، این الکترودها سیگنال های عصبی مرتبط با آن حرکت را ثبت می کنند.
- سپس این داده ها به کمک الگوریتم های پیشرفته ی هوش مصنوعی رمزگشایی شده و به گفتار تبدیل می شوند.
- تمام این فرایند، از دریافت سیگنال ها تا پخش صدای شبیه سازی شده، تنها ۱۰ میلی ثانیه زمان می برد.
بازسازی صدای واقعی بیمار با هوش مصنوعی
یکی از ویژگی های متمایز این فناوری، توانایی بازسازی صدای اصلی بیمار است. این کار باعث می شود گفتار تولیدشده، شباهت بسیار زیادی به صدای پیشین فرد داشته باشد و برای مخاطبان او آشنا و قابل درک باشد.
- برای این کار، محققان از نمونه های صوتی ضبط شده ای که پیش از پیشرفت بیماری از بیمار در دست داشتند، استفاده کردند.
- با تحلیل این داده های صوتی، یک مدل صوتی سفارشی ساخته شد که می تواند لحن، ریتم و تن صدای بیمار را بازتولید کند.
- نتیجه ی نهایی، تولید صدایی است که نه تنها مفهوم را منتقل می کند، بلکه از نظر احساسی و روانی نیز برای فرد و اطرافیان او ارزشمند است.
قابلیت های فراتر از گفتار: تشخیص لحن، آواز و اصوات غیرکلامی
این سیستم تنها به بازگرداندن گفتار محدود نیست، بلکه قابلیت های فراتری نیز دارد که آن را از سایر روش های موجود متمایز می کند. سیستم طراحی‌شده توسط UC Davis توانایی تشخیص طیف گسترده ای از مقاصد و تفاوت های ظریف در سیگنال های مغزی را داراست.
- سیستم می تواند تشخیص دهد که آیا بیمار قصد دارد جمله ای خبری بگوید یا پرسشی.
- امکان تولید آهنگ های ساده از طریق تنظیم زیر و بم (pitch) صدا در سه گام مختلف فراهم شده است.
- هوش مصنوعی به کار رفته در این فناوری قادر است اصوات طبیعی مانند «آه»، «اوه» و «همم» را نیز شبیه سازی کند.
- همچنین می تواند بر کلمات خاصی تأکید کند تا بیان احساسی گفتار حفظ شود.
دستاوردی فراتر از ارتباط: امیدی نو برای بیماران ناتوان در تکلم
تأثیرات این فناوری تنها به بازیابی عملکرد گفتاری محدود نمی شود، بلکه جنبه های روانی، اجتماعی و احساسی عمیقی نیز در بر دارد. امکان برقراری ارتباط با دیگران، آن هم با صدای واقعی فرد، نقش مهمی در بهبود کیفیت زندگی بیماران دارد.
- فناوری هایی مانند این سیستم BCI می توانند زندگی میلیون ها نفر مبتلا به بیماری های عصبی مانند ALS، سکته ی مغزی و آسیب های نخاعی را دگرگون کنند.
- همچنین این پروژه نشان می دهد که چگونه همکاری میان دانش عصب شناسی، مهندسی برق، هوش مصنوعی و پزشکی می تواند به پیشرفت های چشمگیر در زمینه ی بازتوانی عصبی منجر شود.
- یافته های این مطالعه در نشریه ی معتبر علمی Nature منتشر شده اند و مسیر پژوهش های آینده را هموار خواهند کرد.
نتیجه گیری
فناوری های مبتنی بر ایمپلنت مغزی و رابط های مغز و کامپیوتر، دیگر مفاهیمی علمی-تخیلی نیستند، بلکه اکنون در آزمایشگاه ها و حتی در مراحل بالینی مورد استفاده قرار می گیرند. بازگرداندن توانایی تکلم و حتی خواندن آواز به بیماری که به واسطه ی ALS توان ارتباط با دنیای بیرون را از دست داده، دستاوردی شگرف است. این موفقیت نه تنها امید تازه ای برای بیماران مشابه ایجاد می کند، بلکه مسیر توسعه ی ابزارهای ارتباطی پیشرفته ی آینده را نیز روشن تر می کند.
