تطور طبي كبير لمساعدة فاقدي النطق عبر قراءة إشارات الدماغ
تاريخ النشر: 24th, August 2023 GMT
تتزايد فرص استعادة القدرة على الكلام لمن فقدوها جراء مرض أو حادث، وفقا لتجربتي زرع غرسات في الدماغ أظهرتا تقدما كبيرا في هذا المجال، نشرت نتائجهما، الأربعاء في مجلة "نيتشر".
كانت بات بينيت البالغة 68 عاما تشغل وظيفة قيادية، وكانت نشيطة ورياضية قبل تشخيص إصابتها بمرض "شاركو" قبل أكثر من عقد.
ومرض التنكس العصبي الذي يُفقد المصاب به تدريجا كل قدرة على الحركة وصولا إلى الشلل الكامل، تسبب لها بصعوبات في النطق ثم ما لبث أن حرمها كليا من القدرة على الكلام.
وفي مارس 2022، زرع لها الباحثون من قسم جراحة المخ والأعصاب في جامعة ستانفورد الأميركية أربعة مربعات صغيرة تحوي 64 قطبا كهربائيا دقيقا مصنوعة من السيليكون.
تتولى هذه الأقطاب التي تخترق القشرة الدماغية بما لا يتعدى ملليمترا ونصف الملليمتر، تسجيل الإشارات الكهربائية التي تنتجها مناطق الدماغ المرتبطة بإنتاج اللغة.
وتُنقل الإشارات المُنتجة إلى خارج الجمجمة من خلال حزمة من الأسلاك، وتُعالج بواسطة خوارزمية.
و"تعلمت" الآلة على مدى أربعة أشهر تفسير معناها، وهي تربط الإشارات بالصوتيات - أي الأصوات التي تشكل كلمات اللغة - وتعالجها بواسطة نموذج لغوي.
وقال المُعدّ المشارك للدراسة الأستاذ في جامعة ستانفورد، فرانك ويليت خلال مؤتمر صحفي "أصبح متاحا تخيّل مستقبل يمكن فيه التحدث بسلاسة مع شخص يعاني مجددا مع مصاب بشلل" النطق.
ومكّنت غرسة التواصل بين الدماغ والآلة بات بينيت من التحدث عبر الشاشة بمعدل يفوق 60 كلمة في الدقيقة.
ومع أن هذه الوتيرة لا تزال أقل بكثير من معدل المحادثات العادية البالغ 150 إلى 200 كلمة في الدقيقة، هي أسرع بثلاث مرات من الرقم القياسي السابق الذي سجّله عام 2021 الفريق الذي يتابع حالتها.
صورة رمزيةوفي التجربة الثانية، التي أجراها فريق إدوارد تشانغ، من جامعة كاليفورنيا، يقوم الجهاز على شريط من الأقطاب الكهربائية الموضوعة على المادة القشرية.
وحقق هذا الجهاز أداء مماثلا تقريبا لذلك الذي حققه نظام فريق جامعة ستانفورد، إذ ارتفع معدّل المحادثة إلى 78 كلمة في الدقيقة، أي أسرع بخمس مرات مما كان عليه.
وشكل هذا المعدل تقدما هائلا للمريضة التي تعاني شللا نصفيا منذ إصابتها بنزف في جذع الدماغ، إذ كان معدل محادثتها يبلغ 14 كلمة في الدقيقة حدا أقصى، باستخدام تقنية تتبع حركات الرأس.
وانخفض معدل الخطأ في كل 50 كلمة من أكثر من 20 في المئة إلى أقل من 10 في المئة.
وفي التجربتين، يبلغ معدل الخطأ نحو 25 في المئة عندما تستخدم المريضتان عشرات الآلاف من المفردات.
وتكمن خصوصية جهاز البروفسور تشانغ، في أنه يعتمد على تحليل الإشارات المنبعثة ليس فقط في المناطق المرتبطة مباشرة باللغة ولكن أيضا على نطاق أوسع في القشرة الحسية الحركية التي تنشط عضلات الوجه والفم لإنتاج الأصوات.
وقال تشانغ "منذ خمس أو ست سنوات، بدأنا حقا في فهم الشبكات الكهربائية التي تنظم حركة الشفاه والفك واللسان، مما أتاح لنا إصدار أصوات محددة لكل حرف ساكن وحرف متحرك وكلمة".
Brain-reading implants enhanced using AI have enabled two people with paralysis to communicate with unprecedented accuracy and speed https://t.co/wWOUrdF3Uq
— nature (@Nature) August 23, 2023وتنتج غرسة فريق تشانغ للتواصل بين الدماغ والآلة لغة في شكل نص، ولكن أيضا بصوت مركب وصورة رمزية تُظهر تعبيرات وجه المريض عندما يتحدث، إذ أن "الصوت وتعبيرات الفرد هي أيضا جزء من هويته"، بحسب تشانغ.
ويهدف الفريق الآن إلى إنتاج نسخة لاسلكية من الجهاز، ستكون لها "آثار عميقة على استقلالية المريض وتفاعلاته الاجتماعية"، وفقا للمعدّ المشارك للدراسة أستاذ جراحة الأعصاب في جامعة سان فرانسيسكو، ديفيد موزس.
المصدر: الحرة
إقرأ أيضاً:
اكتشاف روابط جينية بين السكري وتلف الذاكرة
أميرة خالد
كشفت دراسة حديثة عن وجود روابط جينية معقّدة بين داء السكري من النوع الثاني وتلف مناطق حساسة في الدماغ، ما قد يفسّر الصلة المتزايدة بين هذا المرض المزمن وتراجع الوظائف المعرفية، لا سيّما الذاكرة.
وحلل الفريق البحثي، بقيادة البروفيسور ليانغ تشو من جامعة بكين، بيانات جينية لعشرات الآلاف من الأفراد، ليتبيّن وجود 129 موقعاً جينياً مشتركاً بين السكري والتغيّرات الهيكلية في الدماغ.
وبرز جين APOE المعروف بارتباطه بمرض ألزهايمر، والذي أظهر صلة واضحة بخطر الإصابة بالسكري وحجم النواة المتكئة، وهي منطقة دماغية مرتبطة بالتحفيز والذاكرة، كما أظهر الجين TCF7L2، المرتبط منذ زمن بخطر السكري، علاقة بحجم اللوزة الدماغية، بينما رُبط الجين Hp 1-1 بحجم الحُصَين، المنطقة المسؤولة عن تكوين الذكريات، وهي واحدة من أوائل المناطق التي تتأثر في حالات الخرف.
وأظهرت الدراسة أيضاً أن درجات الخطر الجيني للهيموغلوبين السكري (HbA1c) لها ارتباط مباشر بحجم المادة الرمادية، كما تم الكشف عن مساهمة جينات مثل TUFM وJAZF1 في التأثير المزدوج على السكري وبنية الدماغ.
وأوضحت أن هذه الجينات المشتركة تنشط بشكل خاص في أنسجة البنكرياس والكبد والقلب، وتشارك في عمليات حيوية مثل استقلاب الطاقة وتطور الجهاز العصبي.
«التعليم» تحقق في تداول امتحان اللغة الأجنبية الثانية للثانوية العامة 2025 على تليجرام