دانشمندان سکوت را شکستند/ خواندن افکار برای بازگرداندن گفتار ممکن شد!

دانشمندان در حال توسعه یک رابط مغز و رایانه (BCI) هستند که می‌تواند به بیماران مبتلا به آفازی بروکا در بازیابی توانایی گفتار کمک کند.

به گزارش ساینس دیلی، آفازی بروکا نوعی اختلال زبانی است که بر اثر آسیب به لوب پیشانی مغز ایجاد می‌شود و باعث می‌شود فرد نتواند آنچه را که قصد بیان آن را دارد، به زبان بیاورد؛ هرچند که معنا و مفهوم آن را در ذهن خود دارد.

اکنون، برای نخستین بار، دانشمندان موفق به شناسایی مناطقی از مغز در خارج از لوب پیشانی، به‌ویژه در قشر‌های گیجگاهی و آهیانه‌ای، شده‌اند که در قصد فرد برای صحبت کردن نقش دارند. این کشف اهمیت زیادی برای توسعه فناوری BCI دارد، زیرا امکان رمزگشایی دقیق گفتار موردنظر فرد را فراهم می‌کند و از خوانش ناخواسته افکار خصوصی جلوگیری خواهد کرد.

آفازی بروکا؛ چالشی در بیان گفتار

تصور کنید که یک حیوان چهارپا و پشمالو را می‌بینید که صدای میو از خود درمی‌آورد. شما به‌خوبی می‌دانید که این حیوان یک "گربه" است، اما نمی‌توانید واژه آن را به زبان بیاورید.

این پدیده که در آفازی بروکا (یا آفازی بیانی) رخ می‌دهد، نوعی اختلال زبانی است که توانایی فرد را برای گفتار یا نوشتار تحت تأثیر قرار می‌دهد. در حال حاضر، رایج‌ترین روش درمان این اختلال گفتاردرمانی است. اما دانشمندان دانشگاه نورث‌وسترن در حال کار بر روی روش جایگزینی هستند: استفاده از رابط مغز و رایانه (BCI) برای تبدیل سیگنال‌های مغزی به کلمات گفتاری.

اولین گام در این مسیر، شناسایی دقیق مناطقی از مغز است که باید برای رمزگشایی گفتار موردنظر فرد از آنها سیگنال دریافت شود.

کشفی نوین؛ شناسایی قصد گفتار در بخش‌های جدیدی از مغز

در مطالعات پیشین، دستگاه‌های BCI عمدتاً برای بیمارانی که به دلیل بیماری‌هایی مانند ALS یا سکته مغزی در ساقه مغز، دچار فلج شده‌اند، استفاده می‌شد. این دستگاه‌ها معمولاً سیگنال‌های مغزی را از لوب پیشانی دریافت می‌کنند. اما در بیماران مبتلا به آفازی بروکا، آسیب به لوب پیشانی باعث اختلال در گفتار می‌شود. بنابراین، دانشمندان باید به دنبال مناطقی دیگر از مغز باشند که امکان خواندن قصد گفتار را فراهم کنند.

اکنون، پژوهشگران پزشکی نورث‌وسترن برای نخستین بار نشان داده‌اند که نواحی غیر از لوب پیشانی، از جمله قشر‌های گیجگاهی و آهیانه‌ای، در قصد تولید گفتار نقش دارند. این یافته گامی مهم در مسیر توسعه رابط مغز و رایانه برای بیماران مبتلا به آفازی بروکا محسوب می‌شود.

مارک اسلوتزکی، نویسنده ارشد این پژوهش و استاد نورولوژی و علوم اعصاب در دانشکده پزشکی فاینبرگ دانشگاه نورث‌وسترن، در این باره می‌گوید: "ما نشان دادیم که این نواحی غیرپیشانی حاوی اطلاعاتی درباره قصد فرد برای صحبت کردن هستند و به ما اجازه می‌دهند که تشخیص دهیم چه زمانی فرد می‌خواهد صحبت کند و چه زمانی تنها در حال تفکر درباره چیزی است که قصد بیان آن را ندارد. "

این مطالعه امروز (۱۳ فوریه ۲۰۲۵) در مجله مهندسی عصبی (Journal of Neural Engineering) منتشر شده است.

چالش‌های اخلاقی؛ تفکیک بین افکار و گفتار

یکی از مهم‌ترین مسائل در توسعه فناوری BCI، توانایی تمایز بین گفتار موردنظر فرد و سایر افکار او است. این موضوع نه‌تنها برای کارکرد صحیح دستگاه، بلکه از نظر اخلاقی نیز حائز اهمیت است.

اسلوتزکی در این‌باره می‌افزاید: "بسیار مهم است که تنها افکاری که کاربر قصد بیان آنها را دارد، رمزگشایی شوند و از خوانش افکاری که او تمایلی به بیان آنها ندارد، جلوگیری شود. این موضوع هم از لحاظ عملی و هم از لحاظ اخلاقی چالش‌برانگیز است. "

مطالعه بر روی بیماران فاقد اختلال زبانی

اگرچه هدف نهایی این تحقیق کمک به بیماران مبتلا به آفازی بروکا است، اما مطالعه کنونی بر روی بیمارانی انجام شده است که دچار نقص زبانی نبودند.

در این پژوهش، دانشمندان سیگنال‌های الکتریکی سطحی مغز را در ۹ بیمار مبتلا به صرع یا تومور مغزی که در بیمارستان نورث‌وسترن تحت جراحی قرار گرفته بودند، ثبت کردند. این بیماران یا در حال انجام مانیتورینگ قبل از جراحی صرع بودند یا طی جراحی بیدار مغزی تحت بررسی و نقشه‌برداری مغزی قرار داشتند.

در طول آزمایش، از بیماران خواسته شد تا کلماتی را از روی یک صفحه نمایش با صدای بلند بخوانند یا در حالت سکوت (استراحت) باقی بمانند. در این حین، دانشمندان فعالیت مغزی آنها را با استفاده از الکتروکورتیکوگرافی (ECoG) ثبت کردند.

گام بعدی این پژوهش، رمزگشایی دقیق آنچه بیماران بیان کرده‌اند، خواهد بود.

انتهای پیام/