تقنية واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) المدعومة بالذكاء الاصطناعي تمكن من الكلام في الوقت الفعلي لناجم من السكتة الدماغية بعد 18 عامًا

استخدم باحثون من جامعة كاليفورنيا واجهة دماغية حاسوبية (BCI) مدعومة بالذكاء الاصطناعي لتحويل إشارات دماغ آن جونسون إلى كلام في الوقت الفعلي منذ أن صمتت في عام 2005 بعد سكتة دماغية. استغل النظام تقنية مشابهة لتلك الموجودة في أجهزة مثل Alexa وSiri وحسّن من نموذج سابق كان يعاني من تأخير مدته ثمانية ثوانٍ. 

باحثون من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، وجامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، التي نظام واجهة دماغية حاسوبية مخصص قادر على استعادة الكلام الطبيعي لامرأة تبلغ من العمر 47 عامًا مصابة بشلل رباعي. اليوم، تساعد آن الباحثين في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو وجامعة كاليفورنيا، بيركلي، في تطوير تقنية واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) التي قد تسمح يومًا للناس مثله بالتواصل بشكل أكثر طبيعية من خلال تمثيل رقمي يتطابق تعابير وجهه مع الكلام المولد.

غوبالا أنومانثيبالي، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، ومؤلف مشارك في الدراسة المنشورة يوم الاثنين في مجلة Nature Neuroscience، أكد أن الجهاز المزروع الذي اختُبر على آن حوّل "نيتها للتحدث إلى جمل سلسة". رحب جوناثان برامبرج من مختبر الكلام وعلم الأعصاب التطبيقي في جامعة كانساس بالتقدم وأخبر وكالة أسوشيتد برس أن هذا كان "تقدمًا كبيرًا في مجال علم الأعصاب".

تقنية واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) تمكن امرأة من استعادة كلامها بعد ما يقرب من 20 عامًا

قراءة الأفكار قادمة

تقدم رائد في واجهات الدماغ والحاسوب: يترجم زرع جديد الأفكار إلى كلام في الوقت الفعلي في غضون 3 ثوانٍ فقط – خطوة حاسمة للتواصل الطبيعي في حالات الشلل.

تظهر الدراسة، المنشورة في مجلة Nature Neuroscience، كيف تعمل خوارزميات الذكاء الاصطناعي… pic.twitter.com/XdGhrBlU63

— Chubby♨️ (@kimmonismus) أبريل 1، 2025

استعادت امرأة مصابة بالشلل بسبب سكتة دماغية صوتها بعد ما يقرب من عقدين من الصمت من خلال واجهة دماغية حاسوبية تجريبية طورها باحثون في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، وجامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، وصُممت خصيصًا لحالتها. استخدم البحث، المنشور في مجلة Nature Neuroscience في 31 مارس، الذكاء الاصطناعي لترجمة أفكار المشاركة، المعروفة شعبياً باسم "آن"، إلى كلام طبيعي في الوقت الفعلي.

شرح أنومانثيبالي أن الواجهة تقرأ الإشارات العصبية باستخدام شبكة من الأقطاب الكهربائية موضوعة على مركز الكلام في الدماغ. وأضاف أنه من الواضح أن هناك حالات - مثل التصلب الجانبي الضموري (ALS)، أو سكتة جذع الدماغ (مثل حالة آن)، أو الإصابة - حيث يصبح الجسم غير قابل للوصول، ويكون الشخص "محبوسًا"، سليم الإدراك لكنه غير قادر على الحركة أو الكلام. لاحظ أنومانثيبالي أنه على الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه في إنشاء أطراف اصطناعية، فإن استعادة الكلام لا يزال أكثر تعقيدًا.

"على عكس الرؤية، أو الحركة، أو الجوع - المشتركة مع أنواع أخرى - الكلام يميزنا. وحدها هذه الحقيقة تجعله موضوع بحث مثيرًا للاهتمام."

–غوبالا أنومانثيبالي

ومع ذلك، أقر أنومانثيبالي بأن كيفية ظهور السلوك الذكي من الخلايا العصبية والأنسجة القشرية لا يزال أحد الأسئلة الكبيرة غير المعروفة. استخدمت الدراسة واجهة دماغية حاسوبية (BCI) لإنشاء مسار مباشر بين الإشارات الكهربائية لدماغ آن وجهاز الكمبيوتر.

جهاز BCI الجديد يحسن من الإصدارات السابقة التي كانت تعاني من تأخيرات

القضت الطريقة المبتكرة التي استخدمها الباحثون الأمريكيون على تأخير محبط كان يلازم الإصدارات السابقة من التكنولوجيا من خلال تحليل نشاط دماغها على دفعات مدتها 80 مللي ثانية وترجمتها إلى نسخة مركبة من صوتها. وقد حققت مشاريع عديدة لترجمة الكلام عبر واجهات الدماغ والحاسوب (BCI) أنتجت نتائج إيجابية مؤخرًا، وكلها تهدف إلى تقليل الوقت المستغرق لتوليد الكلام من الأفكار.

ووفقًا لـ Science Alert، كانت معظم طرق واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) الحالية تتطلب "جزءًا كاملاً من النص" ليتم اعتباره قبل أن يتمكن البرنامج من فك رموز معناه، مما قد يطيل بشكل كبير الثواني بين بدء الكلام والنطق.

كشف التقرير الذي نشره باحثون من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، وسان فرانسيسكو، أن تحسين زمن استجابة توليف الكلام وسرعة فك التشفير كان أمرًا ضروريًا للمحادثة الديناميكية والتواصل السلس. أوضح الفريق المشترك من جامعة كاليفورنيا أن واجهات الدماغ والحاسوب (BCI) تتفاقم تأخيرات الكلام بسبب الوقت الإضافي الذي يتطلبه توليف الكلام للعب، والوقت الذي يستغرقه المستمعون لفهم الصوت المولد.

اعتمدت معظم الطرق الحالية reportedly على "المتحدث" لتدريب الواجهة من خلال محاكاة حركات النطق بصراحة، وهو ما سيكون تحديًا عند تزويد برامج فك التشفير ببيانات كافية للأفراد الذين خرجوا عن الممارسة أو الذين واجهوا دائمًا صعوبة في الكلام. للتغلب على هذين العائقين، قام باحثو جامعة كاليفورنيا بتدريب شبكة عصبية مرنة للتعلم العميق على "نشاط القشرة الحسية الحركية" للمشاركة البالغة من العمر 47 عامًا بينما كانت "تتحدث" بصمت 100 جملة فريدة من مجموعة تتجاوز 1000 كلمة.