استخدم باحثون من جامعة كاليفورنيا واجهة بين الدماغ والحاسوب (BCI) مدعومة بالذكاء الاصطناعي لتحويل إشارات دماغ آن جونسون إلى كلام فوري، بعد أن فقدت القدرة على الكلام عام 2005 إثر إصابتها بجلطة دماغية. وقد استغل النظام تقنية مشابهة لتلك المستخدمة في أجهزة مثل أليكسا وسيري، وطوّر نموذجًا سابقًا كان يعاني من تأخير ثماني ثوانٍ.
طوّر باحثون من جامعة كاليفورنيا في بيركلي وجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو نظامًا مخصصًا للتفاعل بين الدماغ والحاسوب، قادرًا على استعادة القدرة على الكلام الطبيعي لامرأة تبلغ من العمر 47 عامًا مصابة بشلل رباعي. واليوم، تُساعد آن الباحثين في جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو وجامعة كاليفورنيا في بيركلي على تطوير تقنية التفاعل بين الدماغ والحاسوب، والتي قد تُتيح يومًا ما لأشخاص مثلها التواصل بشكل أكثر سلاسة من خلال صورة رمزية رقمية تُطابق تعابير الوجه مع الكلام المُولّد.
أكد جوبالا أنومانشيبالي، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، والمؤلف المشارك للدراسة المنشورة يوم الاثنين في مجلة "نيتشر نيوروساينس"، أن الجهاز المزروع الذي تم اختباره على آن حوّل "نيتها في الكلام إلى جمل طليقة". ورحب جوناثان برومبيرغ من مختبر الكلام وعلم الأعصاب التطبيقي بجامعة كانساس، والذي راجع النتائج أيضاً، بهذه التطورات، وصرح لوكالة أسوشيتد برس بأن هذا "تقدم كبير في مجال علم الأعصاب".
تُمكّن تقنية واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) امرأة من استعادة قدرتها على الكلام بعد ما يقرب من 20 عامًا
قراءة الأفكار قادمة
تقدم رائد في مجال واجهات الدماغ والحاسوب: زرعة جديدة تترجم الأفكار إلى كلام في الوقت الفعلي في 3 ثوانٍ فقط - وهي خطوة حاسمة للتواصل الطبيعي في حالات الشلل.
تُظهر الدراسة، المنشورة في مجلة Nature Neuroscience، كيف تعمل خوارزميات الذكاء الاصطناعي... pic.twitter.com/XdGhrBlU63
— تشابي♨️ (@kimmonismus) ١ أبريل ٢٠٢٥
استعادت امرأة مصابة بالشلل نتيجة جلطة دماغية صوتها بعد ما يقرب من عقدين من الصمت، وذلك بفضل واجهة تجريبية بين الدماغ والحاسوب، طوّرها باحثون من جامعتي كاليفورنيا في بيركلي وسان فرانسيسكو خصيصًا لحالتها. استخدم البحث، الذي نُشر في مجلة "نيتشر نيوروساينس" في 31 مارس، الذكاء الاصطناعي لترجمة أفكار المشاركة، المعروفة باسم "آن"، إلى كلام طبيعي في الوقت الفعلي.
أوضح أنومانشيبالي أن الجهاز يقرأ الإشارات العصبية باستخدام شبكة من الأقطاب الكهربائية الموضوعة على مركز الكلام في الدماغ. وأضاف أنه من الواضح وجود حالات - مثل التصلب الجانبي الضموري، أو السكتة الدماغية في جذع الدماغ (كما في حالة آن)، أو الإصابة - حيث يصبح الجسم غير قابل للوصول، ويُصاب الشخص بـ"انحباس داخلي"، مع بقاء قدراته الإدراكية سليمة ولكنه غير قادر على الحركة أو الكلام. وأشار أنومانشيبالي إلى أنه على الرغم من إحراز تقدم كبير في صناعة الأطراف الاصطناعية، إلا أن استعادة القدرة على الكلام لا تزال أكثر تعقيدًا.
"على عكس الرؤية أو الحركة أو الجوع - وهي صفات مشتركة مع الأنواع الأخرى - فإن الكلام يميزنا. وهذا وحده يجعله موضوعًا بحثيًا رائعًا."
–جوبالا أنومانشيبالي
مع ذلك، أقرّ أنومانشيبالي بأنّ كيفية نشوء السلوك الذكي من الخلايا العصبية والأنسجة القشرية لا تزال من بين الأمور المجهولة. استخدمت الدراسة واجهة الدماغ والحاسوب لإنشاء مسار مباشر بين الإشارات الكهربائية لدماغ آن وجهاز الحاسوب.
جهاز BCI الجديد يُحسّن من الإصدارات السابقة التي كانت تعاني من تأخيرات
ابتكر باحثون أمريكيون طريقةً جديدةً قضت على تأخيرٍ مُحبطٍ كان يُعيق الإصدارات السابقة من هذه التقنية، وذلك بتحليل نشاط دماغها على فتراتٍ زمنيةٍ مدتها 80 مللي ثانية، وترجمته إلى نسخةٍ مُصنّعةٍ من صوتها. وقد حققت نتائج إيجابية مؤخرًا، ويهدف كلٌ منها إلى تقليل الوقت اللازم لتحويل الأفكار إلى كلام.
وفقًا لموقع Science Alert، فإن معظم طرق واجهة الدماغ والحاسوب الحالية تتطلب "جزءًا كاملاً من النص" ليتم النظر فيه قبل أن يتمكن البرنامج من فك تشفير معناه، مما قد يؤدي إلى إطالة الثواني بشكل كبير بين بدء الكلام والنطق.
كشف تقريرٌ نشره باحثون من جامعة كاليفورنيا في بيركلي وسان فرانسيسكو أن تحسين زمن استجابة توليف الكلام وسرعة فك تشفيره أمرٌ بالغ الأهمية لإجراء محادثات ديناميكية وتواصل سلس. وأوضح الفريق المشترك من جامعة كاليفورنيا أن في واجهة الدماغ والحاسوب تتفاقم بسبب الوقت الإضافي الذي يتطلبه توليف الكلام لتشغيله، والوقت الذي يستغرقه المستمعون لفهم الصوت المُصنّع.
تعتمد معظم الطرق الحالية، بحسب التقارير، على تدريب "المتحدث" للواجهة من خلال محاكاة حركات النطق، وهو ما يمثل تحديًا عند تزويد برامج فك التشفير ببيانات كافية للأفراد الذين لم يمارسوا النطق أو الذين واجهوا صعوبة فيه منذ البداية. وللتغلب على هاتين العقبة، قام باحثو جامعة كاليفورنيا بتدريب شبكة عصبية مرنة للتعلم العميق على "نشاط القشرة الحسية الحركية" لدى مشاركة تبلغ من العمر 47 عامًا، بينما كانت "تنطق" بصمت 100 جملة فريدة من بين مفردات تضم ما يزيد قليلاً عن 1000 كلمة.
