قام الباحثون بفكّ ترميز النشاط العصبي لمشارك مصاب بالشلل في الوقت الفعلي للتحكم في صورته الرمزية المخصّصة، بما يتيح له التواصل عبر الكلام والإيماءات. المصدر: جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو

نشرت مجلة «نيتشر نيوروساينس» في الرابع عشر من الشهر الجاري نتائج أحدث دراسة في علم الأعصاب، مفادها أن جهازاً واحداً مزروعاً في الدماغ قادر على فكّ ترميز الكلام والإيماءات لدى مرضى الشلل في آنٍ واحد. وقد قام فريق بحثي أمريكي بفكّ ترميز النشاط العصبي لمشارك مصاب بالشلل في الوقت الفعلي للتحكم في صورته الرمزية المخصّصة، بما يتيح له التواصل عبر الكلام والإيماءات. وتعزّز هذه النتائج التقدّم في مجال الواجهات الدماغية-الحاسوبية، وتُبشّر بإمكانية مساعدة مرضى الشلل على التواصل بطريقة أكثر طبيعية.

غالباً ما يجمع التواصل الطبيعي لدى البشر بين الكلام والإيماءات، مثل التلويح باليد أو الإيماء بالرأس أو غير ذلك من حركات الجزء العلوي من الجسم. وقد تُلحق السكتات الدماغية والأمراض التنكسية العصبية، مثل التصلّب الجانبي الضموري، ضرراً متزامناً بقدرة الكلام والحركة الجسدية، مما يُضعف قدرة المريض على التفاعل الاجتماعي.

تهدف الواجهات الدماغية-الحاسوبية إلى تحويل النشاط الدماغي إلى أوامر تتحكم في أجهزة خارجية، بما يسهم في استعادة الوظائف المفقودة. وقد راكمت تقنية الواجهات الدماغية-الحاسوبية خبرة تتجاوز عقداً من الزمن. وقد اعتمدت الاتجاهات المبكرة في الغالب على أقطاب كهربائية سطحية قشرية أو أقطاب دقيقة مغروزة في القشرة الدماغية لتسجيل النشاط العصبي في المناطق الحركية المرتبطة بالنطق، ثم تحويل الأصوات والكلمات والجمل المراد النطق بها إلى نص أو كلام مُصنَّع عبر تعلّم الآلة؛ أما الاتجاه الحركي فقد دار على مدى فترة طويلة حول مناطق الذراع واليد للتحكم في المؤشر أو الذراع الآلية أو القبض. غير أن الكلام وحركات الأطراف العلوية والوجه تتقاطع جزئياً في القشرة الحسية-الحركية، وقد يتداخل عمل مفكّكات الترميز المدرَّبة بشكل منفصل على «الكلام فقط» أو «الحركة فقط» عند تشغيلها بالتوازي. كما ركّزت الدراسات السابقة في معظمها على الكلام أو الحركة كلٌّ على حدة.

وفي هذه المرة، استخدم فريق من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو جهازاً مزروعاً في الدماغ فوق القشرة الحسية-الحركية لتسجيل النشاط العصبي لدى ثلاثة مشاركين مصابين بالشلل في القناة الصوتية والأطراف. وقد أثبت الفريق أولاً أن جهازاً مزروعاً واحداً قادر على التقاط إشارات مرتبطة بأنواع متعددة من الحركات، بما في ذلك حركات الأطراف العلوية وحركات الفم والوجه المرتبطة بالكلام، مثل رفع الكتفين أو إطباق القبضة والتحريك أو الإيماء بالرأس؛ ثم استخدم الفريق مفكّكات ترميز متوازية للكلام والإيماءات لدى اثنين من المشاركين لتحريك صورة رمزية كاملة الجسم، حيث طُلب من المشاركين محاولة أداء إيماءات محددة، أو الاستجابة لمحفّزات الحوار، أو القيام بالأمرين معاً.

وفي مهام الحوار، فكّك النظام بدقة كلام المشاركين وإيماءاتهم: فقد بلغت الدقة الوسيطة لفكّ ترميز الكلام والإيماءات لدى أحد المشاركين 100% في ثلاث كتل من مهام الحوار.

ووجد الفريق أن تدريب النظام باستخدام بيانات الكلام والإيماءات معاً يحسّن الأداء ويقلّل الأخطاء. وأشاروا إلى أن هذه التقنية تحتاج، قبل تطبيقها، إلى ضمّ مزيد من المشاركين واختبارها باستخدام مجموعة مفردات ومجموعة إيماءات أوسع نطاقاً.