امرأة تستعيد “الكلام” بفضل الذكاء الاصطناعي

فريق التحرير
كتب فريق التحرير 9 دقيقة للقراءة

  • متلازمة المنغلق هي اضطراب عصبي حيث لا يستطيع الشخص التحدث أو إظهار تعابير الوجه.
  • معظم الأشخاص الذين يعانون من هذه الحالة يجب أن يعتمدوا فقط على رمش العين والحركة للتواصل مع الآخرين.
  • طور باحثون من جامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو طريقة جديدة للأشخاص الذين يعانون من المتلازمة المنغلقة للتواصل وإظهار تعابير الوجه من خلال استخدام زراعة الدماغ والصورة الرمزية الرقمية.

متلازمة المنغلق هي أ اضطراب عصبي التسبب في شلل الشخص العضلات الإرادية في وجوههم وأذرعهم وأرجلهم.

على الرغم من أن الشخص المصاب بمتلازمة المنغلق يمكنه أن يفهم تمامًا ما يقوله شخص ما أو يقرأه له، إلا أنه غير قادر على التحدث أو إظهار المشاعر من خلال وجهه، مثل السعادة أو الغضب أو الحزن.

في كثير من الأحيان، يعتمد الشخص المصاب بالمتلازمة المنغلقة على حركات صغيرة، مثل الرمش، للتواصل مع الآخرين.

الآن، طور باحثون من جامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو طريقة جديدة للأشخاص الذين يعانون من متلازمة الانغلاق للتواصل وإظهار تعبيرات الوجه من خلال استخدام زرع الدماغ و الصورة الرمزية الرقمية.

وقد نشرت هذه الدراسة مؤخرا في المجلة طبيعة.

تعد متلازمة الانغلاق نادرة نسبيًا – أقل من 1000 شخص في الولايات المتحدة يعانون من هذه الحالة.

عادة ما تكون هذه الحالة ناجمة عن تلف جزء من الجسم جذع الدماغ دعا بونسمما يؤدي إلى انسداد وظيفة العصب الذي يسبب الشلل.

يحدث تلف جذع الدماغ عادةً أثناء السكتة الدماغية، ولكنه قد يحدث أيضًا بسبب التهاب الأعصاب أو الأورام أو العدوى أو حالات أخرى مثل التصلب الجانبي الضموري (ALS).

عندما يصاب الشخص بمتلازمة الانغلاق، فإنه يفقد القدرة على تحريك عضلاته الإرادية حسب الرغبة. ومع ذلك، فإنهم لا يفقدون أي قدرة معرفية، لذا فهم قادرون على التفكير بشكل طبيعي وفهم عندما يتحدث أو يقرأ لهم شخص ما. ولا يتأثر سمعهم.

ومع ذلك، قد تؤثر المتلازمة المنغلقة على قدرة الشخص على التنفس وتناول الطعام من خلال التأثير على المضغ والبلع.

لا يوجد علاج أو علاجات محددة متاحة حاليًا للمتلازمة المنغلقة. سيعالج الطبيب السبب الكامن وراء الحالة وقد يصف علاجات جسدية وكلامية.

الطريقة الأكثر شيوعًا للتواصل بين الأشخاص الذين يعانون من المتلازمة المنغلقة هي من خلال حركات العين والوميض.

وفي الوقت الحاضر، هناك برامج كمبيوتر وتقنيات مساعدة أخرى يمكن أن تساعدهم على التواصل مع الآخرين، مثل واجهات الدماغ والكمبيوتر, أجهزة فأرة الرأس، والأشعة تحت الحمراء أجهزة استشعار لحركة العين.

وبفضل الابتكارات في هندسة الكمبيوتر والتقنيات الجديدة مثل الذكاء الاصطناعي (AI)، يقدم الباحثون خيارات اتصال جديدة للأشخاص الذين يعانون من متلازمة الارتباط.

على سبيل المثال، دراسة نشرت في مارس 2022 أظهر أن الرجل المصاب بمتلازمة الانغلاق كان قادرًا على التواصل مع عائلته من خلال استخدام زرعة دماغية وواجهة تهجئة.

وفي الدراسة الحالية، طور الباحثون تقنية جديدة للدماغ والحاسوب باستخدام زرعة في الدماغ والصورة الرمزية الرقمية. تسمح الصورة الرمزية الرقمية للشخص المصاب بشلل الوجه بنقل تعبيرات الوجه والعواطف الطبيعية.

تم اختبار التقنية الجديدة على امرأة تبلغ من العمر 47 عامًا تدعى آن، تعاني من متلازمة الانغلاق بعد إصابتها بسكتة دماغية في جذع الدماغ.

الأخبار الطبية اليوم تحدث إلى الدكتور ديفيد موسيس، الأستاذ المساعد في جراحة الأعصاب، وهو جزء من مختبر تشانغ في جامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو، وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة.

ووفقا له، عندما نتحدث، تظهر أنماط معقدة من النشاط العصبي في أجسامنا القشرة الحركية للكلام – جزء الدماغ الذي ينسق المسالك الصوتية لدينا – ينتشر عبر مسار عصبي عبر جذع الدماغ وفي النهاية إلى مفاصلنا، مثل الشفاه واللسان والحنجرة والفك.

وأوضح: “بالنسبة لآن وآخرين ممن عانوا من سكتة دماغية، فإن هذا المسار تالف، ولا يمكن للإشارات الصادرة من القشرة الحركية للكلام أن تصل إلى العضلات المفصلية”.

وقال الدكتور موسيس إنه من خلال عملية زرع الدماغ هذه، يستطيع المتخصصون تسجيل النشاط العصبي من القشرة بينما تحاول آن التحدث، ويقومون بترجمة ذلك مباشرة إلى الكلمات المقصودة، متجاوزين شللها بالكامل.

وأوضح كذلك كيف يعمل هذا:

“نحن نفعل ذلك من خلال إنشاء نماذج ذكاء اصطناعي مدربة على البيانات العصبية أثناء محاولتها نطق العديد من الجمل بصمت – فهي لا تنطق في الواقع أثناء محاولتها نطق هذه الجمل؛ إنها تبذل قصارى جهدها “لنطق” الكلمات الموجودة في الجمل. ومن خلال تمكين نماذج الذكاء الاصطناعي من تعلم الربط بين نشاط الدماغ والكلام المقصود، يمكننا بعد ذلك استخدام هذه النماذج في الوقت الفعلي لفك تشفير نشاط الدماغ وتحويله إلى كلام. تستخدم النماذج تمثيلات متوسطة مرنة للكلام داخليًا، مما يمكّن وحدة فك التشفير من إخراج الجمل التي لم تحاول قولها أثناء التدريب.

تلقت آن عملية زرع دماغية تحتوي على 253 قطبًا كهربائيًا تم وضعها على مناطق سطحية محددة من الدماغ ضرورية للكلام. يربط الكابل المزروع في الدماغ بأجهزة الكمبيوتر.

لأسابيع، عملت آن مع الباحثين لتدريب خوارزميات الذكاء الاصطناعي للتعرف على إشارات دماغها الفريدة للكلام والاستجابة لها.

أنشأ الباحثون أيضًا صورة رمزية رقمية لـ Ann من خلال برنامج يحاكي ويحرك حركات عضلات الوجه.

وباستخدام التعلم الآلي، تمكنوا من ربط البرنامج بالإشارات القادمة من دماغ آن وتحويلها إلى حركات على وجه الصورة الرمزية الخاصة بها، لإظهار الكلام وتعبيرات الوجه.

بالإضافة إلى ذلك، تمكن العلماء من استخدام لقطات من فيديو ما قبل الإصابة لإعادة إنشاء صوت آن الفعلي. بهذه الطريقة، عندما تتحدث من خلال الصورة الرمزية الرقمية، يكون صوتها هو صوتها وليس صوتًا محوسبًا افتراضيًا.

وعندما سُئل عن الخطوات التالية في هذه التكنولوجيا الجديدة، قال الدكتور موزس إن هناك العديد من السبل للتحسين.

وأشار إلى أنه “بالنسبة للأجهزة، هناك حاجة إلى إصدار لاسلكي لتحسين الجدوى كحل سريري”.

“فيما يتعلق بالبرمجيات، نريد دمج أساليبنا مع أجهزتها الحالية، حتى تتمكن من استخدام النظام لكتابة رسائل البريد الإلكتروني وتصفح الويب. وأضاف الدكتور موزس: “نريد أيضًا الاستفادة من بعض التطورات في نمذجة الذكاء الاصطناعي التوليدي لتحسين مخرجات فك التشفير لدينا”.

إم إن تي تحدث أيضًا عن هذه الدراسة مع الدكتور أميت كوشار، الحاصل على البورد المزدوج في طب الأنف والأذن والحنجرة وجراحة الرأس والرقبة والجراحة التجميلية والترميمية للوجه، ومدير برنامج اضطرابات العصب الوجهي في معهد علم الأعصاب المحيط الهادئ في سانتا مونيكا، كاليفورنيا، والذي لم يشارك في البحث.

وباعتباره طبيبًا يعالج المرضى المصابين بشلل الوجه، قال إن أحد أصعب الأمور بالنسبة للمرضى هو عدم القدرة على التعبير عن مشاعرهم للآخرين.

وأوضح الدكتور كوشار: “لقد أظهرت الأبحاث أنه إذا نظر مراقب عادي إلى شخص يعاني نصف وجهه من الشلل، فعندما ينظرون إلى ذلك الشخص، لا يمكنهم التمييز بين ما إذا كان الشخص ينقل مشاعر السعادة أم مشاعر الغضب”. “وبالتالي هناك الكثير من الارتباك من جانب المراقب ومن ثم الإحباط الواضح من جانب المريض.”

“وهكذا، إذا تمكنوا من الوصول إلى شيء مثل هذا، (…) فقد يظلون قادرين على التواصل مع الآخرين، مثل أفراد أسرهم وأصدقائهم، باستخدام هذا النوع من تكنولوجيا الصور الرمزية حتى يتمكنوا بعد ذلك من نقل مشاعرهم بشكل صحيح. وأضاف: “السعادة أو المفاجأة أو الغضب دون أن يكون هناك هذا الارتباك”.

وقال الدكتور كوشار إنه يود أن يرى المزيد من الناس يستخدمون هذه التكنولوجيا للتأكد من إمكانية تكرارها والتأكد من أن التكنولوجيا مجدية اقتصاديًا.

وأضاف: “إذا كانت تكلفة هذا الجهاز متاحة فقط لنسبة صغيرة من السكان الذين يستطيعون تحمل تكاليفها، فهذه خطوة كبيرة إلى الأمام، لكنها لن تكون شيئًا لن يساعد الكثير من الأشخاص الآخرين”.

وقال الدكتور كوشار أيضًا إنه يود أن يرى هذه التكنولوجيا قابلة للنقل: “كان على المريضة أن تأتي إلى المركز حتى تعمل – ولم تكن قادرة، في هذا الوقت، على أخذها معها حتى تتمكن من العمل”. في البيت. وهذه هي الخطوات التالية لتطور هذا النوع من البرامج.

شارك المقال
اترك تعليقك

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *