الإشارات التي ينتجها دماغ الشخص
جدول المحتويات
من الغازية إلى غير الغازية
في نفس الوقت الذي تم فيه إجراء هذا البحث بشكل أساسي في الولايات المتحدة ، ظهرت دراسات على البشر ، خاصة في أوروبا. اختبروا جدوى الواجهات غير الغازية بين الدماغ والآلة ، باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (قياسات التيارات الكهربائية المتولدة في الدماغ) أو تخطيط الدماغ المغناطيسي (قياس التغيرات في المجال المغناطيسي المرتبط بالنشاط العصبي) لفك شفرة نية أو أمر الحركة . ميزة هذه الأساليب غير الغازية هي أنها أسهل في التنفيذ وخالية من المخاطر ، لأنها لا تتطلب جراحة. في مرحلة ما قبل السريرية ، يمكن اختبارها في عدد كبير من المتطوعين الأصحاء. من ناحية أخرى ، تتكامل الإشارات المقاسة على السطح مع
لذلك ، لا يمكن لهذه التقنيات قياس تواتر التصريفات العصبية ، كما تسمح الأساليب الغازية. هذه الإشارة ، المنزعجة من ضوضاء خلفية مهمة ، تعكس نشاطًا عصبيًا لم يعد على نطاق مجهري ، بل عياني. بالإضافة إلى الغرض الإكلينيكي ، فإن البحث في واجهات الدماغ والآلة يجعل من الممكن دراسة هذه العلاقات المعقدة بين الإشارات المقاسة في الدماغ بمقاييس مكانية مختلفة وفي نطاقات تردد مختلفة.
الإشارات التي ينتجها دماغ الشخص
إذا ظهر في وقت مبكر جدًا أن الإشارات التي ينتجها دماغ الشخص الذي يتخيل حركة ما يمكن استخدامها في الوقت الفعلي لإعادة إنتاج هذه الحركة ، فقد كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن الإشارات المسجلة على سطح الجمجمة لا يمكن أن تعطي الدقة الكافية معلومات لمثل هذه العملية. ومع ذلك ، فقد اهتزت هذه العقيدة من خلال العديد من الدراسات التي أظهرت تعديلًا لهذه الإشارات العيانية المسجلة بواسطة حركة ، سواء في الترددات المنخفضة جدًا (أقل من خمسة هرتز) والترددات العالية (من 60 إلى 140 هرتز ، مجال يسمى جاما عالية). في عام 2008 ، أظهر فريق Ad Aersten و Carsten Mehring في فرايبورغ بألمانيا لأول مرة أنه من الممكن فك شفرة اتجاه حركة الذراع من إشارات تخطيط كهربية الدماغ.
إقرأ أيضا:5 أماكن في المنزل نغفل عن تنظيفهالا يزال يتعين إثبات أن المرضى سيكونون قادرين ، كما يفعلون بالطرق الغازية ، على التحكم بشكل مستمر وفي الوقت الحقيقي في المسار الكامل للتعويضات العصبية. في الوقت الحالي ، يتم تجاوز المهمة المعقدة المتمثلة في فك شفرة نية حركية في الوقت الفعلي بذكاء من خلال استخدام الاستراتيجيات غير المباشرة: على سبيل المثال ، يُطلب من المرضى استخدام صور ذهنية أو حركية بسيطة (تخيل صعود الدرج أو لعب التنس) ، أو حتى الوظائف الإدراكية عالية المستوى التي لا علاقة لها بالإجراء النهائي ، مثل الحساب الذهني ، لإنتاج نشاط الدماغ الذي يمكن أن يكتشفه تخطيط كهربية الدماغ ويستخدم للتحكم في الطرف الاصطناعي.
أخيرًا ، تهدف ما يسمى بالمناهج الهجينة الأخرى .إلى تحسين الأداء عن طريق ربط واجهات الدماغ والآلة بأنظمة التحفيز المتطورة (مثل الواقع الافتراضي) أو أنظمة القياس التكميلية (مثل مستشعرات العوائق). في الأنظمة المقترنة بالواقع الافتراضي ، يُطلب من المستخدم التحكم في شخصية أو كائن عن طريق التفكير: يفضل التركيز ، ويزيد الدافع ، ويتم تنفيذ المهمة بشكل أكثر كفاءة. تتمثل ميزة أنظمة القياس التكميلية . مثل مستشعرات العوائق ، في نقل جزء من التحكم إلى الجهاز (على سبيل المثال . الإيقاف التلقائي لكرسي متحرك يتحكم فيه الدماغ ، عند اكتشاف عائق) ، مما يقلل من تعقيد المهمة ليتم تنفيذها من قبل المستخدم.
إقرأ أيضا:الإنسانيةالإشارات التي ينتجها دماغ الشخص : واجهات لعامة الناس؟
إن التقدم الذي تم إحرازه خلال السنوات العشر. الماضية يبعث على التفاؤل بأن أول تطبيق طبي لواجهات الدماغ والآلة بات وشيكًا. إذا كانت الأساليب الغازية لا تزال .أكثر كفاءة بشكل ملحوظ من الطرق غير الغازية ، فلم يتم التحقق منها بعد بشكل كافٍ في البشر وتظل مسألة المخاطر. التي يتعرض لها المستخدم حاسمة. أما بالنسبة للمقاربات غير الغازية ، فلا يزال يتعين عليهم الإقناع بإمكانياتهم .وهم موضوع العديد من الأعمال ، والتي تفضل أحيانًا آلة ذكية قادرة على التكيف والتحكم في كل تعقيدات التحكم . وفي بعض الأحيان تكليف الموضوع بالعقلية. تحقيق المهام المعقدة التي يجب أن تكون الآلة قادرة على فك تشفيرها.
ومع ذلك ، فإن الأساليب غير الغازية تقدم اليوم وجهات نظر أخرى ، تتجاوز التطبيقات في مجال الإعاقة الحسية وحدها. دعونا نستشهد بمثالين: المساعدة على التواصل والتدريب على الارتجاع العصبي ، وهي تقنية يمكن للمريض من خلالها مراقبة ديناميات نشاط دماغه من أجل تعلم كيفية تعديله. توضح هذه الأمثلة أيضًا الارتباط الوثيق المتزايد بين واجهات الدماغ والآلة الطبية والتطبيقات واسعة النطاق.
رؤية دماغك يعيش
وكان تطبيق معين من كهربية مما لا شك فيه أول غير الغازية واجهة الدماغ والآلة: هو P300-الإملاء .، وهي تقنية اسمه بعد موجة إيجابية المنبعثة من المخ 300 ميلي ثانية بعد التحفيز الحسي المتوقع (انظر الإطار في الصفحتين 70 و 71). لنفترض أننا قمنا بالتمرير عبر أحرف الأبجدية على شاشة أمام موضوع يتم تسجيل مخطط كهربية الدماغ الخاص به. إذا تم اكتشاف موجة P300 بعد ظهور الحرف J مباشرة ، فهذا يعني أن الموضوع أراد تحديد هذا الحرف. تم التحقق من صحة هذه الأجهزة في متطوعين أصحاء واختبارها مع بعض النجاح في المرضى الذين لم يعودوا قادرين على الكلام. وبالتالي ، من خلال تعلم اكتشاف هذه الموجة . يمكن للمرء أن يبني “آلة تهجئة” أو ، بشكل عام ، “آلة لاختيار” إجراء ، سواء من خلال الصور أو الأصوات.
إقرأ أيضا:ألبانيابالإضافة إلى ذلك ، هناك اهتمام متزايد بهذه العلامة الفسيولوجية لأنها تعكس المعالجة المتقدمة للمعلومات الحسية في الدماغ. وهكذا ، في الأشخاص الذين سقطوا في غيبوبة. أثبت وجوده استجابةً للتنبيه الصوتي أنه إنذار جيد للاستيقاظ: عندما يتم تسجيل موجة P300 استجابةً لمثل هذا التحفيز .
تكون فرص خروج الشخص من الغيبوبة أكثر أهم مما لو لم يتم تسجيله. يتم استخدامه كمؤشر للوعي ، أو على الأقل كمقياس للنزاهة المعرفية لدى هؤلاء المرضى. في المستقبل ، يمكن أن يساعد هذا المؤشر في تحديد ، من بين هؤلاء المرضى ، أولئك الذين من المرجح أن يستفيدوا من واجهة إعادة التأهيل الوظيفي. بين الدماغ والآلة ، لمحاولة تعزيز وتسريع استيقاظهم. ومع ذلك ، فإن فكرة إعادة التأهيل الوظيفي الدماغي تستند .إلى مبدأ التكييف الآلي ، أي التعزيز بمساعدة المكافآت (يتلقى الشخص مكافأة تفضل تكرار الفعل أو السلوك). في الحيوانات ، يتم استخدام الطعام. في الشخص القادر على إدراك الصوت ، يبقى تحديد التحفيز الذي يمكن أن يكون فعالًا.
الإشارات التي ينتجها دماغ الشخص التدريب عن طريق التكييف
التدريب عن طريق التكييف هو أيضًا مبدأ التدريب عن طريق الارتجاع العصبي ، حيث يتوسع مجال تطبيقاته بشكل مطرد منذ السبعينيات.في أمريكا الشمالية ، دفع إغراء الربح ممارسات .خاصة مختلفة لتقديم دورات تدريبية عن طريق الموجات الدماغية عن طريق الارتجاع العصبي ، مما يعد بتحسين. القدرة للتركيز والحفظ وحتى زيادة معدل الذكاء! هذا التطور ، القائم على المعرفة العلمية المجزأة للغاية ، لطالما ألقت بظلال من الشك على هذا النهج. ومع ذلك ، منذ أواخر التسعينيات ، تم إجراء العديد من الدراسات الجادة في. محاولة لتحديد مساهمة الارتجاع العصبي ، وفقًا للإجراءات المستخدمة بشكل شائع في تقييم الأدوية.
وهكذا لوحظت التأثيرات المهمة الأولى. في سياق إعادة التأهيل بعد السكتة الدماغية ، ولكن أيضًا بالنسبة لأمراض متنوعة مثل اضطرابات الانتباه ، وأشكال معينة من الصرع .. والإجهاد اللاحق للصدمة ، والاعتماد على الكحول ، والمخدرات ، أو طنين الأذن. نظرت دراسات أخرى أيضًا في الاكتئاب والقلق واضطرابات النوم أو التوحد ، مع نجاح متفاوت وخاصة التباين الكبير بين الأفراد في النتائج التي تم الحصول عليها. سيعتمد التقدم في هذا المجال على قدرتنا على فهم الآليات الفسيولوجية الكامنة وراء مرونة الدماغ هذه. في هذا السياق ، التصوير بالرنين المغناطيسي وظيفية في الوقت الحقيقي يمكن أن تلعب دورًا رائدًا ، وتجربة تطوير متزايد.
عقد حاسم
تشكل واجهات آلة الدماغ الآن مجالًا بحثيًا في حد ذاتها. لقد اجتزنا الآن مرحلة الإثبات ونحن بلا شك عشية الطلبات الأولى خارج المختبرات. هذه التطورات السريعة ، التي تهم بطبيعة الحال الأبحاث في. المجال العسكري أو حتى صناعة ألعاب الفيديو ، لا تفشل في إثارة أسئلة حول المخاطر .المحتملة المرتبطة بواجهات الدماغ والآلة. يجب مناقشة بعض الأسئلة الأخلاقية ، مثل فكرة المسؤولية الفردية عندما يصبح تحديد الحدود بين الإنسان والآلة أكثر صعوبة. بينما يتفق الجميع على تشجيع المزيد من البحث حول واجهات الدماغ والآلة . يؤكد البعض أن هذه الأسئلة الأخلاقية ليست جديدة في الأساس ، بينما يحذر آخرون. مثل عالم الأعصاب أولاف بلانك من جامعة لوزان ، من ثورة محتملة في إدراكنا للذات. كما قال رومان جاري بشكل جيد: “إن مفارقة العلم هي أن هناك. إجابة واحدة فقط على آثامها ومخاطرها: المزيد من العلم. “
الإشارات التي ينتجها دماغ الشخص : قريبا الأطراف الاصطناعية مع الإحساس باللمس؟
تسمح واجهة الدماغ والآلة مع ردود الفعل الحسية اللمسية للقرود بتنشيط ذراع افتراضي واختيار الأشياء الافتراضية عن طريق اللمس ، من خلال نشاط دماغهم وحده.
العمل على جهاز – كمبيوتر ، طرف اصطناعي . إنسان آلي … – من خلال التدخل الوحيد لنشاط الدماغ: يبدو أن حلم كل مريض مشلول يمكن الوصول إليه أكثر فأكثر في السنوات الأخيرة. ميغيل نيكوليليس من جامعة ديوك في دورهام بولاية نورث كارولينا – أحد الرواد في ما. يسمى بواجهات الدماغ والآلة – وقد اتخذ زملاؤه خطوة جديدة للتو. لقد طوروا واجهة بين الدماغ والآلة مع ردود الفعل الحسية اللمسية.
يتطلب التحكم في الجهاز من خلال نشاط الدماغ وحده تبادلًا ثنائي .الاتجاه للمعلومات بين الإنسان والآلة: فمن ناحية ، يجب تحليل نشاط الدماغ البشري المرتبط بأمر ما ، ثم ترجمته إلى .عمل بواسطة الآلة ؛ من ناحية أخرى ، يجب أن تقدم الآلة للرجل ملاحظات – تعليقات – حتى يتمكن من ضبط عمله في الوقت الفعلي.
الإشارات التي ينتجها دماغ الشخص : يتعلق التقدم بشكل أساسي بالجانب الأول
حتى الآن ، يتعلق التقدم بشكل أساسي بالجانب الأول. في عام 2006 ، قام فريق السيد نيكوليليس بتعليم فأر لخفض رافعة بفضل نشاط بضع عشرات من الخلايا العصبية في القشرة الحركية – وهي منطقة الدماغ التي تتحكم في المهارات الحركية. في عام 2008 ، قام أندرو شوارتز وزملاؤه من .جامعة بيتسبرج بالولايات المتحدة الأمريكية بتدريب قرد على التغذية عن طريق تنشيط ذراع ميكانيكية .باستخدام أقطاب كهربائية مزروعة أيضًا في القشرة الحركية. كانت الأنظمة الأخرى التي تم اختبارها على القرود قادرة على تحفيز العضلات لتحريك طرف مشلول.
في كل هذه التجارب ، كانت التغذية الراجعة مرئية بشكل أساسي: قام الحيوان بتعديل سلوكه من خلال ملاحظة النتيجة. ومع ذلك ، فإن هذا التحكم غير كافٍ لإعادة إنتاج الحركات المعقدة ، مثل المشي. تم استخدام المنبهات اللمسية أحيانًا (الاهتزازات في منطقة أخرى من الجسم . وتحويل تعصيب الطرف المشلول إلى مناطق أخرى من الجسم) ، لكن هذه الأساليب ليست مفيدة جدًا. تعتمد الواجهة الجديدة بين الدماغ والآلة التي صممها .السيد Nicolelis وفريقه أيضًا على ردود الفعل اللمسية ، ولكنها تعمل بشكل مباشر على مستوى الدماغ وفي الوقت الفعلي.
