رابط کاربری BrainGate به افراد مبتلا به فلج برای کنترل تبلت کمک می‌کند!

bci-1 رابط کاربری BrainGate به افراد مبتلا به فلج برای کنترل تبلت کمک می‌کند!

دانشمندان سراسر دنیا در تلاش‌اند تا راه‌حل‌هایی برای بهبود سطح زندگی افراد فلج پیدا کنند و به آنها برای داشتن یک زندگی عادی‌تر کمک نمایند. در این بین با گسترش خیره کننده گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها، یکی از کار‌های روزمره ما، به دست گرفتن و استفاده از این وسایل است. با این حال عملا کنترل و استفاده از گوشی‌های هوشمند و تبلت برای افراد فلج غیرممکن است.

braincompute.mp4 رابط کاربری BrainGate به افراد مبتلا به فلج برای کنترل تبلت کمک می‌کند!

به همین علت محققان دانشگاه براون، در حال ساخت یک ابزار ارتباطی‌ـ‌هدایتی ویژه هستند که نمونه آزمایشی آن به نام BrainGate تولید شده و وظیفه آن عهده‌دار شدن نقش رابط کاربری بین مغز و کامپیوتر (BCI) است. این نمونه آزمایشی در اختیار سه شخص مبتلا به فلج قرار گرفته است و این امکان را برای آنها فراهم آورده تا بتوانند هر روزه بدون مشکل از گوشی‌های هوشمند و تبلت‌هایشان استفاده نمایند و قادر باشند با کنترل نمودن آنها وظایف و عملیات مورد نظرشان را اجرا کنند.

از جمله این کار‌ها می‌توان به چت با دوستان و خانواده، خرید آنلاین و استفاده از دیگر وظایفی که با کمک یک تبلت انجام می‌شود، اشاره نمود. کلیه این اعمال تنها با فکر کردن به آنها و کلیک یک دکمه ماوس ویژه انجام می‌گردد. هر سه فرد حاضر در این پروژه تحقیقاتی از فلج چهار اندامی یا تتراپلاژیا (Tetraplegia) رنج می‌برند.

هر فرد از یک BrainGate BCI استفاده می‌کند و به طور دائم کلیه فعالیت‌های عصبی آنها را از طریق حسگر کوچکی که به سطح خارجی بخش موتور کورتکس مغزی‌شان متصل شده است، مورد بررسی و کنترل قرار می‌دهد. با استفاده از این رابط کاربری زیستی، افراد تحت آزمایش توانستند خودشان موفق به کنترل و انجام کارهایی از قبیل بررسی ایمیل، چت، پخش موسیقی و استفاده از اپلیکیشن‌های اشتراک‌گذاری ویدیو شوند.

یکی از این سه فرد، موسیقی‌دان است و توانست با کمک BCI بر روی یک پیانوی دیجیتالی قطعه مشهور موسیقی کلاسیک سرود شادی (Ode to Joy) بتهوون را بنوازد. رابط کاربری BCI اجازه می‌دهد زمانی که کاربر با فکر کردن به حرکت دست خود برای اجرای برنامه‌ها و دستورات فکر می‌کند، در واقعیت این فکر عملی شود. حسگر BrainGate کاشته شده در مغز اشخاص تقریبا به اندازه یک قرص آسپرین بچه است و سیگنال‌های مربوط به حرکت دست را تشخیص می‌دهد.

braingate-bci-tablet-5 رابط کاربری BrainGate به افراد مبتلا به فلج برای کنترل تبلت کمک می‌کند!

سایر آزمایشات و مطالعات نشان داده است که کاربران قادرند با استفاده از حسگر‌ها و رابط کاربری BCI، بازو‌های رباتیک و دیگر اعضای بدن را کنترل کنند و به حرکت در آورند. دو نفر از سه فرد حاضر در مطالعه دانشگاه براون به علت اسکلروز جانبی آمیوتروپیک (ALS)، دارای ضعف حرکتی یا به طور کامل فاقد حرکت در دست و پا‌ها هستند. این بیماری پیشرفته به علت تاثیر بر اعصاب مغزی نخاعی و ستون فقرات، کنترل حرکت را از فرد سلب می‌کند.

در این آزمایش سیگنال‌های عصبی از رابط کاربری BrainGate با استفاده از بلوتوث به سیستم اجرایی که در این جا به شکل یک ماوس طراحی شده است، فرستاده می‌شود. ماوس عملگر نیز با یک تبلت Nexus 9 گوگل جفت شده و به محض دریافت دستورات بلوتوثی مغز کاربر، آنها را بر روی تبلت به اجرا می‌گذارد.

نوشته رابط کاربری BrainGate به افراد مبتلا به فلج برای کنترل تبلت کمک می‌کند! اولین بار در وب‌سایت فناوری پدیدار شد.

کاشت‌های جدید مغزی برای بیماران فلج، کنترل استخوان‌بندی خارجی با ذهن را ممکن می‌سازد

کاشت‌های جدید مغزی

یک دیوایس جدید به بیماران فلج این امکان را می‌دهد که یک استخوان‌بندی خارجی را با ذهن خود کنترل کنند. این دیوایس که توسط محققان دانشگاه ملبورن ابداع شده است، به طور مستقیم و بدون نیاز به انجام عمل جراحی بر روی جمجمه، به مغز متصل می‌شود.

استنت‌ها توسط متخصصان قلب و عروق به کار می‌روند تا بتوانند رگ‌های خونی را باز کنند و این کاشت‌های جدید مغزی هم حول یکی از همین استنت‌ها طراحی گردیده‌اند. این دیوایس از طریق برشی در ورید گردنی وارد بدن می‌شود؛ وریدی که در کنار رگ خونی نزدیک قشر حرکتی مغز قرار دارد. در انتهای استنت، یک شبکه فلزی مملو از الکترود، فعالیت‌های مغز را دریافت می‌کند و همه این اطلاعات را به یک دستگاه ذخیره کننده در داخل دیوایس منتقل می‌نماید. دستگاه ذخیره کننده نیز تمام اطلاعات دریافتی را به یک کامپیوتر خارجی که وظیفه کنترل اسکلت‌بندی خارجی را بر عهده دارد، هدایت می‌سازد. محققان نام دیوایس خود را استنترود گذاشته‌اند.

کسی که از این دیوایس استفاده می‌کند وقتی به یک جهت خاص فکر می‌کند (مثلا سمت چپ) مغز هم به همان جهت فرمان می‌دهد. رابط کاربری کامپیوتری که در مغز بیمار گنجانده شده است با رمزگشایی و شناسایی سمتی که مغز به آن فرمان داده، قادر است به طور موثر افکار را بخواند و آن‌ها را به عکس‌العمل‌ها ترجمه کند.

این استنترود نسبت به دیگر دیوایس‌هایی که سیگنال‌های مغزی را می‌خوانند مزایای قابل توجهی دارد. الکترودها زمانی که به سطح خارجی سر متصل می‌شوند همیشه دقیق عمل نمی‌کنند چون باید سیگنال‌ها را از طریق خود جمجمه دریافت نمایند. کاشت‌های مغزی مستقیم هم به عمل‌های جراحی احتیاج دارند و از آن جا که مغز الکترودها را به عنوان اشیاء خارجی در نظر می‌گیرد، آن‌ها را در یک بافت نخاعی می‌پوشاند و همین مانع عمل‌کرد صحیح الکترودها می‌شود.

اما در عوض، استنترود درصد خطای بسیار پایینی دارد، به انجام عمل جراحی نیازی ندارد و همچنین می‌تواند سیگنال‌های مغزی را با دقت بسیار بالایی دریافت کند. این دیوایس سال گذشته روی گوسفندهای زنده با موفقیت آزمایش شده بود.

دیوید گریدن، یکی از مهندسان دانشگاه ملبورن که روند توسعه این دیوایس را از نزدیک دیده است خطاب به انتشارات New Scientist در این مورد می‌گوید:

مغز هرگز متوجه وجود استنترود نمی‌شود. با اینکه دریافت اطلاعات به دقت دیوایس‌هایی نیست که به وسیله عمل جراحی در مغز قرار می‌گیرند، اما تفاوت دقت عمل‌کرد بین این دو دیوایس خیلی کم است.

قرار است سال آینده میلادی پنج بیمار فلج چهار اندام این دیوایس را مورد آزمایش قرار بدهند. دلیل فلج شدن این بیماران متنوع است،‌ به عنوان مثال یکی به خاطر سکته فلج شده، دیگری به خاطر آسیب نخاعی و یکی دیگر به دلیل ضعف عضلانی.

گریدن همچنین گفته است:

هدف نهایی این است که بیمار بتواند فکر کند و اسکلت‌بندی خارجی از افکار بیمار فرمان ببرد.

با این‌که فناوری‌هایی از این دست هنوز برای توسعه به زمان احتیاج دارند، اما اسکلت‌بندی‌های خارجی مدرن به سرعت در حال عبور کردن از مرز خیال و تبدیل شدن به واقعیت هستند.

نوشته کاشت‌های جدید مغزی برای بیماران فلج، کنترل استخوان‌بندی خارجی با ذهن را ممکن می‌سازد اولین بار در پدیدار شد.