توسعه سامانه جدید رمزگشایی گفتار ذهنی: انقلابی در ارتباط افراد ناتوان

رمزگشایی گفتار درونی: گامی فراتر از سیستم‌های موجود

برخلاف بسیاری از رابط‌های مغز و کامپیوتر (BCI) پیشین که نیازمند تلاش فیزیکی برای ادای کلمات بودند، این سیستم جدید تنها با فکر کردن به آنچه فرد می‌خواهد بگوید، عمل می‌کند. ارین کونتز، مهندس برق از دانشگاه استنفورد و یکی از نویسندگان این پژوهش، اظهار داشت: «این نخستین بار است که توانسته‌ایم الگوی فعالیت مغزی را هنگام صرفاً فکر کردن به سخن گفتن درک کنیم. برای افرادی که دچار اختلال شدید در گفتار و حرکت هستند، رابط‌های مغز-کامپیوتری که توانایی رمزگشایی از گفتار درونی دارند، می‌توانند ارتباط را بسیار ساده‌تر و طبیعی‌تر کنند.»

رابط‌های مغز-کامپیوتر به افراد معلول این امکان را می‌دهند که تنها با افکار خود، دستگاه‌های کمکی مانند دست مصنوعی را کنترل کرده یا با دیگران ارتباط برقرار کنند. این سیستم‌ها معمولاً از طریق کاشت الکترود در مغز یا استفاده از MRI برای مشاهده فعالیت مغز و ارتباط آن با افکار یا اعمال کار می‌کنند.

جزئیات پژوهش و نتایج شگفت‌انگیز

مطالعه جدیدی که در تاریخ ۱۴ اوت در مجله Cell منتشر شد، با همکاری چهار فرد فلج‌شده به دلیل سکته یا بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) انجام گرفت. این افراد، که الکترودهایی در مغزشان کاشته شده بود، در یک آزمایش بالینی شرکت کردند تا بتوانند با فکر کردن، دستگاه‌های کمکی را کنترل کنند. پژوهشگران سپس مدل‌های هوش مصنوعی را آموزش دادند تا سیگنال‌های الکتریکی مغز این افراد را برای رمزگشایی گفتار درونی و گفتار تلاش‌شده به کار گیرند.

بسیاری از نسخه‌های رابط مغز و کامپیوتر موجود برای کمک به ارتباط نیاز دارند فرد به‌طور فیزیکی تلاش کند حرف بزند تا بتوانند مقصود او را تفسیر کنند.

مدل‌های هوش مصنوعی توانستند جملاتی را که افراد در ذهن خود «می‌گفتند» با دقتی تا ۷۴ درصد بازشناسی کنند. همچنین، این سیستم قادر بود گفتار درونی طبیعی افراد را در وظایفی مانند به خاطر سپردن ترتیب پیکان‌ها شناسایی کند. جالب توجه است که گفتار درونی و گفتار تلاش‌شده، الگوهای مشابهی از فعالیت مغزی را در قشر حرکتی مغز ایجاد کردند، هرچند فعالیت مربوط به گفتار درونی ضعیف‌تر بود.

چالش‌های اخلاقی و راهکارهای امنیتی

یکی از دغدغه‌های اخلاقی مهم در مورد رابط‌های مغز و کامپیوتر، احتمال رمزگشایی ناخواسته افکار خصوصی افراد است. فرانک ویلت، نویسنده همکار و استادیار جراحی مغز و اعصاب در استنفورد، توضیح داد که سیگنال‌های مغزی هنگام فکر کردن به گفتار درونی و تلاش واقعی برای صحبت کردن با هم متفاوت هستند. این تفاوت نشان می‌دهد که می‌توان رابط‌های مغز-کامپیوتر را به گونه‌ای طراحی کرد که فقط آنچه را که فرد واقعاً قصد بیانش را دارد، پردازش کنند و گفتار درونی خصوصی او را نادیده بگیرند.

تیم تحقیقاتی برای افزایش امنیت، یک رمز عبور ذهنی برای این سیستم طراحی کرد. در این سیستم، رمزگشایی گفتار درونی تنها پس از آن آغاز می‌شد که فرد در ذهن خود عبارت «chitty chitty bang bang» را می‌گفت.

با وجود این پیشرفت‌ها، سیستم جدید هنوز قادر نیست جملات کامل را زمانی که فرد صرفاً به ایده‌ها یا مفاهیم فکر می‌کند و کلمات مشخصی در ذهنش نمی‌گوید، رمزگشایی کند. با این حال، پژوهشگران معتقدند که نسل‌های آینده این دستگاه‌ها ممکن است بتوانند حتی در چنین شرایطی نیز افکار فرد را به جملات کامل تبدیل کنند.