شبكة عصبية اصطناعية تحول التسجيلات العصبية إلى صوت

نشر موقع "لايف ساينس" الأمريكي تقريرا بيّن من خلاله سعي بعض علماء الأعصاب إلى تطوير تقنيات تسهل طريقة التواصل لدى المصابين بأمراض الأعصاب.

وقال الموقع في تقريره الذي ترجمته "عربي21"، إن الباحثين عملوا على تطويع أجهزة الكمبيوتر لقراءة الكلمات مباشرة من أدمغة الناس، من خلال تلقين شبكة عصبية اصطناعية كيفية تحويل التسجيلات العصبية إلى صوت.

في هذا الصدد، نقلت الكاتبة في مجلة "ساينس"، كيلي سيرفيك، هذا الأسبوع عن ثلاثة أبحاث نشرت على موقع "بيوركسيف"، أن ثلاث فرق مختلفة من الباحثين تمكنت من تحديد الكلمات من خلال تسجيلات للخلايا العصبية.

وأوضح الموقع أنه خلال كل دراسة، سجلت الأقطاب الكهربائية التي وضعت مباشرة على الدماغ، النشاط العصبي للمرضى الذين خضعوا لجراحة في الدماغ، بينما كانوا يستمعون إلى بعض الكلمات أو يقرؤونها بصوت عال، ومن ثم حاول الباحثون تحديد هذه الكلمات. وبهذه الطريقة تمكن الباحثون في كل مرة، من تحويل النشاط الكهربائي للدماغ إلى بيانات صوتية مفهومة جزئيا.

وأشار الموقع إلى أن الدراسة الأولى، التي نشرت في "بيوركسيف" في 10 تشرين الأول/ أكتوبر 2018، تضمنت تجربة قام خلالها الباحثون بتشغيل تسجيلات صوتية للمرضى المصابين بالصرع في أثناء خضوعهم لعملية جراحية في الدماغ. (يجب أن تكون التسجيلات العصبية الموثقة خلال هذه التجربة مفصلة للغاية حتى يكون تحليلها ممكنا. لكن لا تتوفر مثل هذه التفاصيل الدقيقة إلا نادرا حين يكون الدماغ مكشوفا في أثناء العمليات الجراحية، ليتمكن حينها الباحثون من وضع أقطاب كهربائية عليه مباشرة).

وأوضح الموقع أنه في أثناء استماع المرضى إلى التسجيلات الصوتية، قام الباحثون بتسجيل نشاط الخلايا العصبية في مناطق الدماغ المسؤولة عن معالجة الصوت. في الواقع، جرب العلماء عديد الطرق المختلفة لتحويل نشاط الخلايا العصبية هذا إلى خطاب واضح، ووجدوا أن "الذكاء الاصطناعي" هو الحل الأفضل. وعلى سبيل المثال، عندما أدخل الباحثون بيانات النتائج الموافقة لأحد عشر مستمعا، في برمجة "المشفر الصوتي"، وهو الجهاز الذي يولد الأصوات البشرية، نجح هؤلاء الأفراد في تحديد الكلمات بشكل صحيح بنسبة 75 بالمائة.

وأضاف الموقع أن الدراسة الثانية، التي نشرت في 27 تشرين الثاني/ نوفمبر 2018 اعتمدت على التسجيلات العصبية لبعض الأشخاص في أثناء خضوعهم لجراحة إزالة أورام في المخ. وبينما كان المرضى يقرؤون بعض الكلمات أحادية المقطع بصوت عال، قام الباحثون بتسجيل كل من الأصوات الصادرة من المشاركين ونشاط الخلايا العصبية على مستوى مناطق الدماغ المسؤولة عن إنتاج الكلام. نتيجة لذلك، عمل هؤلاء الباحثون على تطويع شبكة عصبية اصطناعية لتحويل التسجيلات العصبية إلى صوت فعلي، إذ كانت النتائج مماثلة نوعا ما للتسجيلات التي تصدرها الميكروفونات.

وذكر الموقع أن الدراسة الثالثة، التي نشرت في التاسع من آب/ أغسطس 2018، عملت على تسجيل نشاط منطقة الدماغ المسؤولة عن تحويل الكلمات إلى حركات عضلية. وفي هذا السياق، أشار الباحثون إلى تمكنهم من استخلاص جمل كاملة من الدماغ (تم تسجيلها أيضا في أثناء جراحة دماغية لمرضى الصرع)، ومن ثم تم عرض هذه التسجيلات على بعض الأشخاص من أجل تفسيرها، الذين نجحوا في معرفة الكلمات بنسبة 83 بالمائة. وعمدت هذه التجربة إلى تحديد الأنماط المرتبطة بإنتاج المقاطع الفردية، بدلا من الكلمات الكاملة.

وأورد الموقع أن الهدف من كل هذه التجارب، يتمثل في تمكين الأشخاص الذين فقدوا القدرة على الكلام من التحدث من خلال جهاز يربط بين الكمبيوتر والدماغ، لكن العلم لم يبلغ هذه المرحلة من التقدم بعد. كما أفادت مجلة "ساينس" أن تفسير الأنماط العصبية لشخص في أثناء تخيله للكلام هو أكثر تعقيدا من تفسير الأنماط العصبية في أثناء الاستماع إلى كلام أو التلفظ به مثلا.

وفي الختام، أفاد الموقع أنه من المهم التأكيد أن هذه الدراسات محدودة، إذ اعتمدت الأولى على بيانات خمسة مرضى فقط، ونظرت الثانية في نتائج ستة مرضى، في حين درست الثالثة ثلاثة مرضى فحسب، بالإضافة إلى أن جميع هذه التسجيلات العصبية لم تدم لأكثر من ساعة. مع ذلك، يواصل العلم إحراز التقدم، ويبدو أن أجهزة الكلام الاصطناعي التي تتواصل مباشرة مع الدماغ قد تتحول إلى حقيقية في يوم من الأيام.

لقراءة النص الأصلي اضغط هنا (هنا)