في سابقة علمية هي الأولى من نوعها ، ابتكر علماء الهندسة العصبية في جامعة كولومبيا نظامًا يترجم التفكير إلى خطاب واضح ومفهوم. من خلال مراقبة نشاط الدماغ لشخص ما ، يمكن لهذه التكنولوجيا إعادة بناء الكلمات التي يسمعها الشخص بوضوح غير مسبوق لتكون هذه المرة الأولى التي يتمكن فيها العلماء فعلياً من قراءة الأفكار و تحويلها إلى لغة مقروءة.
هذا الطرح الجديد يمكنه أن يسخر قوة أجهزة النطق والذكاء الاصطناعي بحيث يمكن أن يؤدي إلى طرق جديدة لأجهزة الكمبيوتر للاتصال مباشرة مع الدماغ البشري و قراءة الأفكار . كما أنه يرسي الأسس لمساعدة الأشخاص الذين لا يستطيعون الكلام ، مثل أولئك الذين يعيشون مع التصلب الجانبي الضموري (ALS) أو يتعافون من السكتة الدماغية ليتمكنوا مجدداً من استعادة القدرة على التواصل مع العالم الخارجي. و على الجانب الآخر يمكن استخدام هذه التقنية لقرصنة العقول و انتزاع المعلومات .
و بما أن أصواتنا هي ما يساعدنا على التواصل مع أصدقائنا وعائلتنا والعالم المحيط بنا ، فأن فقدان قوة صوت المرء نتيجة الإصابة أو المرض أمر مدمر للغاية. وفقاً لهذه النتائج أصبح هناك طريقة محتملة لاستعادة هذه القوة. فمع التكنولوجيا المناسبة ، يمكن فك رموز أفكار هؤلاء الأشخاص وفهمها من قبل أي مستمع.
قراءة الأفكار
لقد أظهرت عقود من الأبحاث أنه عندما يتحدث الناس – أو حتى يتخيلون الحديث – تظهر أنماط نشاط مدهشة في مخهم. يظهر أيضًا نمط متميز من الإشارات (يمكن التعرف عليها) عندما نستمع إلى شخص ما يتكلم أو حتى يتخيل الحديث . يرى الخبراء ، الذين يحاولون تسجيل هذه الأنماط وفك شفرتها ، أن المستقبل لا يجب أن تبقى فيه الأفكار مخفية داخل الدماغ ، بل يمكن ترجمتها إلى الكلام اللفظي .
لكن إنجاز هذا العمل الفذ قد أثبت أنه مليء بالتحديات. وقد ركزت الجهود المبكرة لفك شفرة إشارات الدماغ من قبل الباحثين على نماذج حاسوبية بسيطة تحلل الطيف الضوئي للحصول على تمثيلات مرئية للترددات الصوتية.
وبسبب فشل هذا الأسلوب في إنتاج أي شيء يشبه الكلام المفهوم ، تحول الفريق بدلاً من ذلك إلى ما يعرف بالمشفر الصوتي ، وهو خوارزمية كمبيوتر يمكنها تجميع الكلام بعد تدريب الحاسوب على تسجيلات الأشخاص الذين يتحدثون.
‘هذه هي نفس التكنولوجيا المستخدمة من قبل Amazon Echo و Apple Siri لتقديم ردود شفهية على أسئلتنا’
لدراسة هذه التقنية ، طُلب من مرضى الصرع الذين يجرون عمليات بشكل منتظم أن يخضعوا لعملية جراحية في الدماغ ثم الاستماع إلى جمل يتكلمها أشخاص مختلفون ، بينما قام العلماء بقياس أنماط نشاط الدماغ . هذه الأنماط العصبية التي تم تسجيلها استخدمت لتدريب المشفر الصوتي’.
بعد ذلك ، طلب الباحثون من هؤلاء المرضى أنفسهم الاستماع إلى مكبرات صوت تتلو الأرقام بين 0 إلى 9 ، و في تلك الأثناء يتم تسجيل إشارات الدماغ عبر المشفر الصوتي. ثم تحليل الصوت الناتج عن المشفر الصوتي استجابة لتلك الإشارات وتنظيفها بواسطة “الشبكات العصبية الإصطناعية” ، وهو نوع من الذكاء الاصطناعي الذي يحاكي بنية الخلايا العصبية للدماغ البشري.
كانت النتيجة النهائية صوتًا روبوتيًا يتلو سلسلة من الأرقام. و لاختبار دقة التسجيل ، كلف القائمون على الدراسة الأفراد بالاستماع إلى التسجيل والإبلاغ عن ما سمعوه.
يقول الدكتور مسارجاني أحد مؤلفي الدراسة ‘وجدنا أن الناس يمكن أن تفهم وتكرر الأصوات الناتجة بنسبة 75 ٪ ، وهو ما يتجاوز بكثير أي محاولات سابقة’ . كان التحسن في الوضوح واضحاً بشكل خاص عند المقارنة بين التسجيلات الجديدة والمحاولات السابقة على الطيف. ‘إن المشفر الصوتي الحساس والشبكات العصبية القوية مثلت الأصوات التي اسُتمع إليها بدقة مدهشة’.
استمع إلى النتيجة
الفريق العلمي يعتزم اختبار الكلمات والجمل المعقدة في المرحلة التالية ، ويريدون إجراء نفس الاختبارات على إشارات الدماغ المنبعثة عندما يتكلم الشخص أو يتخيل الكلام. في نهاية المطاف ، يأملون أن يكون نظامهم جزءاً من عملية زرع لأجهزة، شبيهة بتلك التي يرتديها بعض مرضى الصرع ، وهو ما يترجم أفكار المُرتدي مباشرة إلى الكلمات.
في هذا السيناريو ، إذا كان مرتدي تلك الأجهزة يفكر في “كوب من الماء” يمكن لهذا النظام أن يأخذ إشارات الدماغ التي تولدها تلك الفكرة ، ويحولها إلى خطاب كلامي ، بالطبع سيغير هذا الكثير من قواعد اللعبة. و سيمنح أي شخص فقد قدرته على الكلام ، سواء من خلال الإصابة أو المرض ، فرصة جديدة للاتصال بالعالم من حوله’.