توفر تقنية واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) إمكانية جديدة لتحسين الحياة اليومية لأكثر من مليار شخص معاق حول العالم، من خلال التواصل المباشر بين الدماغ والأجهزة الخارجية، متجاوزة مسارات التحكم العضلي التقليدية. رغم أن واجهات BCI الغازية حققت تحكمًا عالي الدقة، إلا أن مخاطر الجراحة وتكاليف الصيانة تحد من نطاق تطبيقها. يركز فريق البروفيسور بين هي من جامعة كارنيغي ميلون منذ أكثر من عشرين عامًا على مجال BCI غير الغازية، مع التركيز على الحلول القائمة على تخطيط كهربية الدماغ (EEG)، والتي لا تتطلب جراحة وتتمتع بقابلية تكيف عالية.

حقق فريق بين هي عدة اختراقات في مجال BCI غير الغازية، بما في ذلك أول تحكم في طيران طائرة بدون طيار، وتشغيل ذراع آلية، وحركة مستمرة ليد آلية. كشفت دراسة جديدة نُشرت مؤخرًا في مجلة Nature Communications أن الفريق نجح في فك تشفير نوايا الدماغ لحركة أصابع فردية في الوقت الفعلي، مما مكن من التحكم في يد آلية ماهرة لإكمال حركات على مستوى الأصابع. جاء هذا الإنجاز بفضل استراتيجية فك تشفير تعلم عميق جديدة وآلية ضبط دقيق للشبكة، مما يمكّن النظام من قيادة أصابع الروبوت بدقة استجابة لنوايا الإنسان بناءً على تنفيذ الحركة وتخيلها. في التجارب، أكمل المشاركون مهام التحكم التعاوني بإصبعين وثلاثة أصابع باستخدام التفكير فقط.

قال البروفيسور بين هي، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في جامعة كارنيغي ميلون: "تحسين وظيفة اليد مهم بنفس القدر للأشخاص ذوي الإعاقة والأصحاء، حيث يمكن لتقدم صغير أن يعزز القدرات وجودة الحياة بشكل كبير. ومع ذلك، واجه فك تشفير إشارات الدماغ غير الغازية لحركة إصبع واحد في الوقت الفعلي تحديات طويلة الأمد، بسبب قيود دقة الدماغ في EEG." أكد أن هذا البحث كسر هذا العائق من خلال الابتكار التقني، ويخطط المستقبل لتوسيعه إلى مهام أكثر دقة على مستوى الأصابع مثل الكتابة، وتعزيز قابلية التطبيق السريري لـ BCI غير الغازية. "لا يتحقق عملنا فقط من إمكانات EEG-BCI في التحكم في الحركات المعقدة، بل يضع أساسًا لتوسيعها من التواصل الأساسي إلى تطبيقات متنوعة."