خواندن ذهن با امواج فراصوت: روشی غیر تهاجمی برای رمزگشایی اهداف فرد

رابط‌های مغز و ماشین یکی از ایده‌های باورنکردنی است که زمانی خوراک داستان‌های علمی و تخیلی بود. در سال‌های اخیر دانشمندان آزمایش اشکال ابتدایی این فناوری را آغاز کرده‌اند. این فناوری تا جایی پیشرفت داشته که به افراد کوادری‌پلژی کمک می‌کند یک اسکلت بیرونی را با استفاده از الکترودهای کوچکی که در مغزشان کاشته شده، کنترل کنند. شاید شناخته شده‌ترین پژوهش اخیر در مورد رابط‌های مغز و ماشین Neuralink ایلان ماسک باشد، که در تلاش است دستگاهی کوچک و قابل کاشت ایجاد کند که بلافاصله فعالیت‌های عصبی را خوانده و منتقل می‌کند. به هر حال این نوع رابط‌های مغز و ماشین به نوعی ایمپلنت و الکترود قرار گرفته درون مغز نیاز دارد.

مطالعه جدیدی که توسط پژوهشگران Caltech انجام شده است، یک رابط کم‌تهاجمی مغز و ماشین را با استفاده از فناوری فراصوت عملکردی (fUS) معرفی می‌کند. در این پژوهش فعالیت مغز میمون‌ها با امواج فراصوت ضبط و با استفاده از این داده‌ها حرکات بعدی آنها پیش‌بینی می‌شود. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

خواندن ذهن با امواج فراصوت: روشی کم تهاجمی برای رمزگشایی اهداف مغز

خواندن ذهن حیوانات با امواج فراصوت و پیش‌بینی حرکات آنها

در پژوهش‌های مقدماتی از پستانداران غیرانسانی استفاده شد تا بررسی شود آیا می‌توان از ضبط با امواج فراصوت برای پیش‌بینی رفتار آنها استفاده کرد. Mikhail Shapiro، یکی از نویسندگان این مطالعه جدید، می‌گوید نخستین پرسشی که پیش آمد این بود آیا دینامیک جریان خون که با وضوح بالا در مغز توسط امواج فراصوت اندازه‌گیری می‌شود، با رفتار حیوانات ارتباطی دارد؟

Shapiro می‌گوید: «پاسخ مثبت است». این روش تصاویری جزئی از پویایی سیگنال‌های عصبی در منطقه هدف ما تولید کرد که با سایر روش‌های غیرتهاجمی مانند fMRI قابل مشاهده نیست. ما سطحی از جزئیات را که به الکتروفیزیولوژی مربوط است تولید می‌کنیم، اما با شیوه‌ای بسیار کم‌تهاجمی».

خواندن ذهن با امواج فراصوت: روشی کم تهاجمی برای رمزگشایی اهداف مغز
فعالیت عصبی نشان داده شده در تصاویر مغزی با الگوریتم یادگیری ماشین برای مطابقت با حرکات رمزگشایی شد. این روند حرکات را پیش از وقوع پیش‌بینی می‌کند. S. Norman / Caltech

با تمرکز بر فعالیت قشر جداری خلفی، منطقه‌ای از مغز که به عنوان هماهنگ کننده حرکتی شناخته می‌شود، پژوهشگران دریافتند که می‌توانند اطلاعات ضبط شده با امواج فراصوت را به طور مؤثر با حرکات بعدی بدن مرتبط کنند. سپس یک الگوریتم یادگیری ماشین داده‌های فراصوت را با حرکات بدنی حیوانات مرتبط می‌کند.

نتایج نشان داد که این سامانه می‌تواند با دقت ۷۸ درصد پیش‌بینی کند که آیا حیوان قصد دارد چشم چپ خود را حرکت دهد یا چشم راست. یا با دقت ۸۹ درصد پیش‌بینی کند حیوان قصد دارد به سمت چپ یا راست خود حرکت کند.

Sumner Norman، نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح می‌دهد: «ما محدودیت تصویربرداری عصبی با امواج فراصوت را تحت فشار قرار دادیم و از اینکه می‌تواند حرکت بعدی را پیش بینی کند بسیار هیجان زده شدیم. جالب‌ترین چیز این است که fUS یک روش جوان با پتانسیل بسیار است. این تنها نخستین گام ما در رسیدن به عملکرد بالا و کمترین تهاجم است».

محدودیت ها

شاید بارزترین محدودیت برای فناوری مطرح شده توسط این گروه، تأخیر آن باشد. سامانه‌ای که آزمایش شد برای پیش‌بینی حرکات حیوانات به حدود دو ثانیه زمان نیاز دارد اما پژوهشگران معتقدند این تاخیر در آینده با استفاده از انواع پیشرفت‌های فنی کاهش می‌یابد.

بنابراین اکنون می‌توانیم فراصوت عملکردی را به فهرست روش‌های آزمایشی رابط مغز و ماشین اضافه کنیم. این گزینه‌ای برای افراد مشتاق دستگاه‌های کنترل شونده با ذهن است که تمایلی به کاشت الکترود در مغز خود ندارند.

خواندن ذهن با امواج فراصوت: روشی کم تهاجمی برای رمزگشایی اهداف مغز

بیشتر بخوانیم:

>> آزمایش نخستین رابط بیسیم مغز و رایانه روی انسان

>> راه رفتن دوباره یک مرد معلول با اسکلت بیرونی کنترل شونده با مغز


منبع: caltech.edu

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

پاسخی بگذارید

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