שיחה עם קרובי משפחה, משחק מחשב ושליטה בתותבת - כל זה יכול להיעשות אפילו
איך אנשים משותקים חוזרים לחיים נורמליים?
ג'יימס ג'ונסון מקווה שיוכל לשבת יום אחדשוב מאחורי ההגה. אם הוא עושה זאת, אז רק משתמש בכוח המחשבות שלו. במרץ 2017, ג'ונסון שבר את צווארו בתאונה ונותר משותק כמעט לחלוטין מהכתפיים ומטה.
מומחי השיקום של ג'ונסון הכירו אותועל ידי חוקרים מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech) בפסדינה. הוא הוזמן להצטרף לניסוי קליני של ממשק מוח-מחשב (BCI או BCI).
תחילה הוא עבר ניתוח נוירוכירורגי והשתיל שתי רשתות של אלקטרודות לתוך קליפת המוח. אלקטרודות אלו מתעדות ירי של נוירונים במוח. לאחר מכן, החוקרים משתמשים באלגוריתמים כדי לפענח את מחשבותיו וכוונותיו. לאחר מכן המערכת משתמשת בפעילות המוח של ג'ונסון כדי להפעיל יישומי מחשב, או לעזור לו לנוע בכיוון מסוים.
בפעם הראשונה שג'ונסון השתמש בממשק המוח-מחשב, שהושתל בנובמבר 2018, הוא הצליח להזיז סמן על המסך. כדי לעשות זאת, אתה רק צריך לחשוב על זה.
מאז, ג'ונסון השתמש ב-BCI כדי לשלוטזרוע רובוטית לשחק משחקי וידאו ולנהוג במכונית מדומה במציאות מדומה. ג'ונסון הוא אחד מ-35 אנשים שהושתלו להם BCI במוח לאורך זמן. רק כ-12 מעבדות עורכות מחקרים כאלה, אך מספר זה הולך וגדל.
עד כמה מכשירים קוראים מחשבות ועוזרים לך להשיג את מה שאתה רוצה?
במהלך חמש השנים האחרונות, מגוון הכישורים שניתן לשחזר באמצעות BCI התרחב משמעותית. רק בשנת 2021, מדענים תיארו מקרה שבו מטופל השתמש בזרוע רובוטית ששלחה משוב חושי ישירות למוחו. כמו כן מכשיר דיבור תותב למי שאיבד את יכולת הדיבור עקב שבץ מוחי. ואדם שיכול לתקשר במהירות שיא תוך שהוא מדמיין שהוא כותב ביד.
האם ניתן לשחזר את הדיבור?
"אחת ההשלכות החמורות ביותר של פגיעה מוחית היא אובדן היכולת לתקשר", אומר אדוארד צ'אנג, נוירוכירורג ומדען מוח מאוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו.
בתחילת העבודה עם BCI, המשתתפים יכלו לזוזסמן על מסך המחשב, מדמיין את תנועת היד שלהם ואת האופן שבו הם לוחצים על המקשים. תקשורת מבוססת סמן זו הייתה מסוגלת לשדר כ-40 תווים לדקה, שיא שנקבע בשנת 2017 על ידי צוות בראשות קרישנה שנה, מדען מוח מאוניברסיטת סטנפורד בקליפורניה.
ואז, ב-2021, אותה קבוצה דיווחה על גישה חדשה שבה חבר, דניס דגרה, הצליח להעביר פי שניים יותר דמויות.
עמיתו של שני - פרנק ווילט - הציע לדגריידמיינו אותו כותב את המילים ביד בזמן שהחוקרים חוקרים נתונים מהקורטקס המוטורי שלו. המערכת התקשתה לפעמים לנתח אותות שנגעו לאותיות הדומות מבחינה ויזואלית לאות - r, n ו-h, אך באופן כללי היא יכלה לזהות בקלות את כל האותיות.
אלגוריתם הפענוח הראה דיוק של 95%, אך בעת שימוש בתיקון אוטומטי, בדומה לזה שבסמארטפון רגיל, הדיוק גדל ל-99%.
אבל יש דרך אחרת להעביר מידע.אדוארד צ'אנג, נוירוכירורג ומדען מוח מאוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו, המציא גישה המתמקדת בדיבור ולא בכתיבה. בדיוק כפי שטקסט מורכב מאותיות בודדות, הדיבור מורכב מיחידות בודדות הנקראות פונמות. באנגלית יש כ-50 פונמות: ניתן להשיג כל אחת בתנועה מסוימת של מערכת הקול, הלשון והשפתיים.
הקבוצה של צ'אנג עבדה לראשונה כדי ללמוד חלקהמוח שיוצר פונמות ולכן הדיבור הוא אזור לא מובן שנקרא קליפת הגרון הגבית. חוקרים יצרו מערכת פענוח דיבור המציגה את האותות המפוענחים של המשתמש כטקסט על המסך. בשנת 2021, הקבוצה דיווחה שהמכשיר אפשר לאדם לתקשר באמצעות קבוצה קבועה מראש של 50 מילים. המהירות הייתה 15 מילים לדקה.
במקרה זה, המדענים לא רשמו נתונים מנוירונים בודדים. במקום זאת, הם השתמשו באלקטרודות שהונחו על פני השטח של קליפת המוח, אשר מזהות את הפעילות הממוצעת של כל הנוירונים. האותות אינם מדויקים כמו אלו מאלקטרודות שהושתלו בקליפת המוח, אך הגישה פחות פולשנית.
האם יש מכשירים כאלה בנחלת הכלל?
כיום, רוב השתליםאשר מתעדים את הפעילות של נוירונים בודדים, נוצר על ידי Blackrock Neurotech. הם מפתחי מכשור רפואי שבסיסם בסולט לייק סיטי. אבל במהלך שבע השנים האחרונות, העניין המסחרי ב-BCIs גדל באופן דרמטי. לדוגמה, בשנת 2016, היזם אילון מאסק השיק את NeuraLynx בסן פרנסיסקו כדי לפתח מכשיר דומה. החברה גייסה 363 מיליון דולר.
יו"ר מועצת המנהלים של Blackrock Neurotechפלוריאן סולזבאכר אמר שהוא רוצה להביא את מערכת BCI לשוק תוך שנה. בנובמבר 2021, מינהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA), שמסדיר מכשור רפואי, השיק תהליך סקירה מזורז של מוצרי החברה כדי להקל על הבאתם לשוק. אולי הממשק שלהם יהפוך למוצר ההמוני הראשון בתחום זה.
מה הלאה?
מומחים מדגישים כי מפתחיםמכשירי BCI מסחריים יצטרכו לפעול ללא כל פיקוח מומחה במשך חודשים ואף שנים. כמו כן, חשוב לוודא שהממשק מתפקד בצורה שווה עבור כל משתמש.
הם גם ציינו שההתקדמות בלמידת מכונה תעזור לפתור את הבעיה הראשונה. אבל להשיג יעילות אוניברסלית ללא קשר למשתמש זו משימה קשה יותר.
בנוסף, מדגישים את זהשמשתמשים צריכים לשמור על שליטה מלאה על נתוני המכשיר. טכנולוגיות מודרניות אינן יכולות לפענח את המחשבות הפרטיות של אנשים, עם זאת, למפתחים יהיו נתונים על כל הדיאלוגים של המשתמש, כמו גם נתונים חשובים על בריאות המוח שלהם. יצוין כי IMC הוא סוג חדש של סיכון אבטחת סייבר.
קרא עוד:
זה ניצוד במשך מאות שנים: מה אנחנו יודעים על כוכב הלכת וולקן ליד השמש
פיזיקאים אישרו בניסוי חוק יסוד חדש לנוזלים
אסטרונומים מצאו את המקור לפרצי רדיו מסתוריים שמגיעים מהחלל