تقنية الدماغ إلى الصوت تساعد الرجل المصاب بالشلل على التحدث بطلاقة

A team of engineers from the University of California, Davis, has created a brain-to-voice system that enables individuals suffering from communication disorders to speak fluently. The system combines a Brain-computer interface (BCI), advanced AI, and new research to support real-time, intelligible, and expressive speech. Hear what you need to know.

ما هي اضطرابات التواصل؟

عندما تفكر فيما يحددك، قد يكون أسلوبك أو وجهة نظرك. قلة قليلة من الناس قد يذكرون صوتهم. ومع ذلك، في كل مرة تتحدث فيها، تسمع صوتك، مما يؤكد أنه أنت. وبالتالي، يُعد صوتك جزءًا أساسيًا من هويتك. وبالتالي، فقدان هذا الجزء من نفسك يمكن أن يكون ضارًا لصحتك النفسية.

للأسف، هذا السيناريو هو الواقع لملايين الأشخاص الذين يعانون من حالات عصبية قد تقيد قدرتهم على التحدث بطلاقة. حالات مثل السكتة الدماغية، اضطراب النطق، واضطراب الصوت يمكن أن تؤدي إلى كلام متلعثم أو غير مفهوم، مما يحد من قدرة الشخص على التواصل بفعالية في المستقبل.

هذا السيناريو ليس نادرًا. وفقًا لـ الدراسات الأخيرة، سيعاني ما يقرب من 800,000 شخص من سكتة دماغية هذا العام. تشير نفس البيانات إلى أن شخصًا واحدًا من كل ثلاثة ضحايا سكتة دماغية سيواجه نوعًا من مشاكل التواصل بعد الحادث. هذه الأمراض مدمرة للمريض ويمكن أن تؤدي إلى اكتئاب وحالات ضارة أخرى.

كيف تساعد واجهات الدماغ-الكمبيوتر (BCIs) في التواصل

لحسن الحظ، بذل المهندسون جهدًا كبيرًا لمحاولة حل هذه المشكلات. من الحواسيب التي يتحكم فيها التنفس إلى برامج تتبع العين، يبدو أن التكنولوجيا قدمت بعض الحلول. إلى هذا الحد، تُنظر إلى واجهات الدماغ-الكمبيوتر على أنها التطور المنطقي لهذه التقنية.

منذ أن سجل هانس بيرجر النشاط الكهربائي للدماغ في عشرينيات القرن الماضي، سعى العلماء لاستخدام هذه الإشارات لاستكشاف وظائف الدماغ. ومع ذلك، استغرق الأمر ما يقرب من 80 عامًا من البحث قبل أن يتمكنوا من بدء فك تشفير نبضات الخلايا العصبية لإعادة إنتاج الصور والحركات.

اليوم، تُعتبر واجهات الدماغ-الكمبيوتر تقنية ناشئة ذات تطبيقات في الواقع الافتراضي، الأتمتة، إدارة الأنظمة، والقطاعات الطبية. على وجه الخصوص، شهد القطاع الطبي استخدام هذه الأجهزة لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات الحركة أو التواصل.

ومن المثير للاهتمام، أن أول واجهات دماغ-كمبيوتر مكنت من تحسين التواصل بين المرضى وأحبائهم. اعتمدت هذه الأنظمة الأولية على عرض نصي للتواصل. لاحقًا، تم تحديث نظام النص لقراءة الكلمات بصوت عالٍ، مما أنشأ ردودًا صوتية. بينما كانت الردود المسموعة مفيدة، إلا أنها افتقرت إلى أي إحساس بشري.

قيود أنظمة الكلام التقليدية للـ BCI

هناك عدة عوامل محدودة تعيق نجاح واجهات الدماغ-الكمبيوتر حتى الآن. أولاً، طريقة التواصل النصي ليست طبيعية. إنها غير سلسة، والتوقيت غير متطابق مقارنةً بالتحدث مع شخص آخر.
تؤدي أوقات الاستجابة المتأخرة لميزة الكلام وصوته الروبوتي إلى فصل المستخدم عن الشعور بإجراء محادثة طبيعية مع الأصدقاء. كانت جوانب حيوية مثل القدرة على سماع صوتك، أو التدخل، أو حتى نطق الكلمات مفقودة في هذا النهج.

دراسة الدماغ إلى الصوت

لحسن الحظ، قد يكون فريق من العلماء قد وجد طريقة لحل هذه المشكلات بعد عقود من البحث. الدراسة الأخيرة “An instantaneous voice-synthesis neuroprosthesis“¹ تقدم جهازًا عصبيًا جديدًا من الدماغ إلى الصوت يمكنه تحويل نشاط الدماغ إلى كلام فورًا. رغم أنه لا يزال في مراحله الأولية، إلا أن له القدرة على تحسين حياة ملايين الأشخاص عالميًا.

مثل سابقتها، يتيح الجهاز للمستخدمين “التحدث” عبر الحاسوب. ومع ذلك، يعتمد هذا النهج على حساسات تُزرع جراحيًا في مناطق بروكا وورنيك في الدماغ. هذه هي المناطق المسؤولة عن إنتاج الكلام.

المصدر – University of California