رابط مغز-کامپیوتر جدید؛ شنیدن گفتار درونی انسان برای نخستین بار

پیشرفت‌های فناوری در حوزه رابط‌های مغز-کامپیوتر (BCI) هر روز مرزهای تازه‌ای می‌شکند. پژوهشگران دانشگاه استنفورد اخیراً سامانه‌ای طراحی کرده‌اند که می‌تواند گفتار درونی انسان را مستقیماً دریافت و رمزگشایی کند. این فناوری برای افرادی که توانایی گفتار یا حرکت عضلانی محدودی دارند، انقلابی به شمار می‌رود و امکان ارتباط سریع‌تر و طبیعی‌تر را فراهم می‌کند.

نحوه عملکرد سامانه جدید

سامانه جدید با استفاده از الکترودهای کاشته‌شده در مغز یا ثبت فعالیت الکتریکی مغزی، الگوهای مرتبط با گفتار درونی را شناسایی می‌کند. برخلاف نسخه‌های پیشین که فرد باید تلاش کند کلمات را بیان کند، این رابط تنها با فکر کردن به سخن گفتن کار می‌کند.

• سامانه قادر است الگوی فعالیت مغزی هنگام فکرکردن به کلمات را رمزگشایی کند.
• نیازی به حرکت عضلانی یا گفتار فیزیکی نیست.
• این ویژگی باعث کاهش خستگی و افزایش دقت ارتباط برای افراد فلج یا مبتلا به بیماری‌های عصبی می‌شود.

اهمیت بالینی و کاربردها

رابط‌های مغز-کامپیوتر به افراد معلول و کسانی که توانایی سخن گفتن ندارند، امکان می‌دهند با دیگران ارتباط برقرار کنند یا دستگاه‌های کمکی مانند دست مصنوعی را کنترل کنند. سیستم جدید فراتر رفته و گفتار ذهنی فرد را به جملات قابل شنیدن و قابل فهم تبدیل می‌کند.

• کاربران می‌توانند تنها با فکر کردن، پیام‌ها یا دستورات خود را منتقل کنند.
• افراد مبتلا به سکته یا ALS می‌توانند بدون تلاش فیزیکی، با جهان ارتباط برقرار کنند.
• پتانسیل این سیستم در توانبخشی عصبی و مراقبت‌های پزشکی بسیار زیاد است.

روش تحقیق و آزمایش‌ ها

مطالعه‌ای که در ۱۴ اوت در مجله Cell منتشر شد، شامل چهار شرکت‌کننده مبتلا به فلج ناشی از سکته یا ALS بود. الکترودهایی در مغز این افراد کاشته شده و مدل‌های هوش مصنوعی با تحلیل سیگنال‌های مغزی، گفتار درونی و گفتار تلاش‌شده را رمزگشایی کردند.

• دقت بازشناسی جملات درونی افراد تا ۷۴ درصد بود.
• گفتار درونی و گفتار تلاش‌شده الگوهای مشابهی در قشر حرکتی ایجاد می‌کردند، هرچند گفتار درونی ضعیف‌تر بود.
• این پژوهش اولین گام برای تبدیل افکار به گفتار شنیدنی در زمان واقعی است.

دغدغه‌ های اخلاقی و امنیتی

یکی از نگرانی‌های اصلی در رابط‌های مغز-کامپیوتر، احتمال رمزگشایی ناخواسته از افکار خصوصی فرد است. تیم تحقیقاتی برای کاهش این ریسک، روش‌های امنیتی مانند رمز عبور ذهنی را پیاده‌سازی کرده‌اند تا سامانه تنها آنچه فرد قصد بیان دارد را پردازش کند.

• رمز عبور ذهنی: فقط پس از فکرکردن به عبارت مشخص، رمزگشایی آغاز می‌شود.
• امکان تفکیک گفتار درونی از افکار عمومی وجود دارد.
• طراحی آینده سیستم‌ها ممکن است توانایی رمزگشایی افکار بدون جملات مشخص را داشته باشد.

محدودیت‌ ها و چشم‌ انداز آینده

در نسخه فعلی، سامانه نمی‌تواند زمانی که فرد فقط به ایده‌ها یا مفاهیم فکر می‌کند، جملات کامل را تولید کند. با این حال، پژوهشگران معتقدند نسل‌های آینده این دستگاه‌ها قادر خواهند بود حتی افکار مجرد و مفهومی را به گفتار تبدیل کنند.

• فناوری فعلی محدود به گفتار درونی مشخص است.
• نسل‌های بعدی ممکن است توانایی رمزگشایی افکار غیرکلامی را داشته باشند.
• توسعه این سیستم می‌تواند تحولی بزرگ در ارتباطات افراد فاقد توانایی گفتار ایجاد کند.

نتیجه‌ گیری

رابط مغز-کامپیوتر جدید استنفورد نخستین گام واقعی در شنیدن گفتار درونی انسان را برداشته است. این سامانه نه تنها امید تازه‌ای برای افراد مبتلا به فلج و اختلالات گفتاری فراهم می‌کند، بلکه مسیر جدیدی در تحقیقات نوروفیدبک، هوش مصنوعی و ارتباط انسان-ماشین باز می‌کند. رعایت اصول اخلاقی و امنیتی، همراه با پیشرفت‌های علمی آینده، می‌تواند استفاده از این فناوری را ایمن و کارآمد کند.