بهبود فناوری سمعک ها با تحریک الکتریکی مغز

هنگامی ‌که در محیطی شلوغ، مشغول صحبت با یک شخص هستیم، دنبال کردن صحبت‌های آن شخص برای ما مشکل‌ می‌شود. این مشکل برای افرادی که از سمعک استفاده می‌کنند چالش بزرگ‌تری به شمار می‌آید. آن‌ها به سختی می‌توانند صداهای متفاوت در محیط شلوغ را از یکدیگر تفکیک کنند و در نتیجه تشخیص صدا برای آنها بسیار دشوار است. امروزه پژوهشگران برای توسعه فناوری سمعک‌ هایی که صدای موردنظر را از صداهای محیط تفکیک کنند، تلاش می‌کنند. سازمان پژوهشی فراونهوفر در یکی از پروژ‌های خود، نوع جدیدی از سمعک را طراحی کرده است که به صورت هوشمند، صدا را در برابر نویز محیط تقویت می‌کند. این سمعک دنبال کردن و تمرکز بر گفتار فرد موردنظر را آسان‌تر می‌کند. این پروژه mEEGaHStim نام دارد و به تحریک مغز مبتنی بر سیگنال‌های EEG می‌پردازد. برای آشنایی با جدید‌ترین فناوری‌های کمکی شنیداری با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

بهبود فناوری سمعک ها وتحریک الکتریکی مغز
پروژه mEEGaHStim با همکاری موسسه IDMT سازمان فراونهوفر و دانشگاه اولدنبورگ

تفکیک صداها در محیط های شلوغ با فناوری سمعک

طبق آمار انجمن ناشنوایان آلمان، ۱۵ میلیون نفر از مردم آلمان مشکل شنوایی دارند. افراد دچار اختلال شنوایی به سختی یک گفت‌وگو در محیط‌های شلوغ را دنبال می‌کنند. به خصوص اگر بیش از یک نفر در حال صحبت و مکالمه باشد.

اثر مهمانی شبانه (Cocktail party effect) پدیده‌ای در شنوایی‌شناسی است که فرد می‌تواند توجه شنوایی خود را به یک شخص خاص معطوف کند و دیگر صداها را فیلتر کند، همانطور که فرد در یک مهمانی شلوغ می‌تواند با شخص دیگر گفتگو کند و به بقیه صداهای مزاحم توجهی نکند. به مشکل فناوری‌های شنیداری در عدم توانایی تفکیک صداها در محیط شلوغ “مشکل مهمانی شبانه” گفته می‌شود. در محیط‌های پر سر وصدا، سمعک‌ها مجموعه‌ی صداهای محیط را تقویت می‌کنند. به همین دلیل، افراد دارای سمعک قادر به تمایز صحبت‌های افراد در محیط شلوغ نیستند.

فرآیند انتخاب یک صدا و تمرکز بر آن توسط مغز انجام می‌شود. سمعک‌های کنونی میان سیستم شنوایی گوش و مغز ارتباطی برقرار نمی‌کنند. در افراد با سیستم شنوایی سالم، ارتباط میان گوش و مغز به درستی برقرار است. به همین دلیل به راحتی جهت صدا را شناسایی می‌کنند. این ویژگی در افراد دارای سمعک، بسیار محدود است. حتی سمعک‎‌های پیشرفته نیز توانایی تشخیص منبع سیگنال صدا را ندارند. برای حل این مشکل، باید این اطلاعات را از سیگنال‌های مغزی بازیابی کنیم. در این راستا، از ثبت فعالیت الکتریکی مغز با کمک سیگنال‌های EEG استفاده می‌شود. نوار مغزی یا الکتروانسفالوگرافی (EEG) یا الکترومغزنگاری، به ثبت فعالیت الکتریکی مغز گفته می‌شود.

برقراری ارتباط سیستم شنوایی و سیگنال‌های مغزی

دکتر Axel Winneke پژوهشگر موسسه فناوری IDMT سازمان فراونهوفر درباره‌ی این پروژه می‌گوید: “ما می‌توانیم فعالیت‌های مغزی یک فرد دارای اختلال شنوایی را تحلیل کنیم و مشخص کنیم مغز به کدام سیگنال صدا گوش می‌دهد.” این سیستم هوشمند بهبود شنوایی، با همکاری صنعت و موسسه پژوهشی و دانشگاه در حال توسعه است. این فناوری ترکیبی از ثبت فعالیت مغزی و سیگنال EEG، پردازش سیگنال صدا و تحریک الکتریکی قشر شنوایی مغز است. این سیستم، سه عنصر اصلی دارد:

۱) دستگاه EEG، فعالیت الکتریکی مغز را اندازه‌گیری و ثبت می‌کند. با این کار جهت سیگنال صدا که فرد سعی در شنیدن می‌کند، شناسایی خواهد شد. در واقع منبع تولید سیگنال تشخیص داده می‌شود. بنابراین، ارتباط میان مغز و یک پردازنده شکل می‌گیرد.

۲) این اطلاعات به سمعک منتقل می‌شود. با توجه به اطلاعات دریافتی، میکروفون سمعک در جهت صدا جهت‌گیری می‌کند. سمعک دارای فناوری بیم فرمینگ (Beam forming) است. این فناوری، یکی از روش‌های پردازش سیگنال به منظور ایجاد فیلترینگ فضایی است، ویژگی که از آن در راستای دریافت سیگنال در جهت بهینه استفاده می گردد. سمعک با ویژگی فیلترینگ فضایی، تنها صدای منبع سیگنال موردنظر را تقویت و همزمان، دیگر صداها و مکالمه‌ها و نویز در محیط را فیلتر می‌کند.

۳) عنصر سوم این سامانه‌ی هوشمند، مربوط به حوزه‌ی علوم اعصاب (neuroscience) است و تحریک الکتریکی فراجمجمه ای (transcranial electrostimulation) نام دارد. یک جریان الکتریکی بسیار ضعیف برای تحریک قشر شنوایی مغز اعمال می‌شود. فرآیند تحریک مغزی و سخت‌افزار موردنیاز توسط شرکت neuroConn GmbH با همکاری دانشگاه اولدنبورگ آلمان توسعه یافته است.

فناوری سمعک در آینده

یکی از گزینه‌های این پروژه، هماهنگی سمعک‌های موجود در بازار با ماژول سیستم تحریک مغزی است. هنوز نمونه‌ی اولیه این سمعک در دسترس نیست. هدبند خواندن و تحریک سیگنال مغزی برای کاربردهای دیگر نیز قابل استفاده است. برای نمونه، پزشکان برای ردیابی وضعیت بیمار دارای صرع می‌توانند از این هدبند استفاده کنند. بیمار در محیط‌های به غیر از درمانگاه نیز می‌تواند از هدبند بهره ببرد.


بیشتر بخوانیم:

>>سمعک هوشمند با توانایی تفکیک صداها در محیط های شلوغ
>>تازه های فناوری های کمکی: اخبار فناوری های کمکی برای تسهیل زندگی
>>مچ بند Immutouch برای ترک عادت لمس صورت


منبع: techxplore

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *