واجهة الدماغ والآلة قد تساعد الأفراد المصابين بالشلل

قام فريق دولي من الباحثين بتطوير جهاز قابل للارتداء يعمل على واجهة الدماغ والآلة (BMI) قد يحسن جودة الحياة للأشخاص الذين يعانون من اختلال في الحركة أو الشلل.

قد يساعد أيضًا الأشخاص الذين يعانون من متلازمة القفل، وهي حالة يصبح فيها الشخص غير قادر على الحركة أو التواصل على الرغم من وعيه.

تم قيادة الفريق من قبل مختبر وون-هونغ ييو في معهد جورجيا للتكنولوجيا ويشمل باحثين من جامعة كنت في المملكة المتحدة وجامعة يونسي في جمهورية كوريا.

قام الفريق بدمج الإلكترونيات الناعمة اللاسلكية لل فروة الرأس والواقع الافتراضي في نظام واجهة الدماغ والآلة (BMI) واحد.

يسمح النظام للمستخدمين بالسيطرة على كرسي متحرك أو ذراع روبوتي فقط بالتفكير في الأفعال.

تم توضيح واجهة الدماغ والآلة الجديدة في مجلة Advanced Science في الشهر الماضي.

جهاز أكثر راحة

ييو هو أستاذ مساعد في مدرسة جورج دبليو وودروف للهندسة الميكانيكية.

“الميزة الرئيسية لهذا النظام للمستخدم، بالمقارنة مع ما يوجد حاليًا، هو أنه لين ومرتاح للارتداء، ولا يحتوي على أي أسلاك،” قال ييو.

يمكن لأنظمة واجهة الدماغ والآلة تحليل إشارات الدماغ ونقل النشاط العصبي إلى أوامر، وهو ما يمكّن الأفراد من التفكير في أفعال من أجل تنفيذها.

تعتبر طريقة ElectroEncephaloGraphy أو EEG هي أكثر الطرق غير الغازية شيوعًا لاكتساب الإشارات، ولكنها غالبًا ما تتطلب قبعة عظمية مع العديد من الأسلاك.

为了 استخدام هذه الأجهزة، يُستخدم الجل والصمغ للحفاظ على اتصال الجلد، وكل هذا الإعداد يستهلك وقتًا ويسبب انزعاجًا للمستخدم.

علاوة على ذلك، فإن الأجهزة غالبًا ما تتميز بتقاطع إشارات سيئة بسبب تدهور المواد وتأثيرات الحركة، والتي تسببها أشياء مثل طحن الأسنان.

سيظهر هذا النوع من الضوضاء في بيانات الدماغ، ويجب على الباحثين تصفيتها.

تعلم الآلة والواقع الافتراضي

يحسن نظام EEG المحمول الذي صممه الفريق من اكتساب الإشارات بفضل دمج أقطاب الدقائق القابلة للانقطاع مع الدوائر اللاسلكية الناعمة.

من أجل قياس إشارات الدماغ، من الضروري أن يحدد النظام ما الأفعال التي يريد المستخدم أداؤها.

为了 تحقيق ذلك، اعتمد الفريق على خوارزمية تعلم الآلة ومكون الواقع الافتراضي.

تضمنت الاختبارات التي أجراها الفريق أربعة أشخاص، والخطوة التالية هي اختبارها على أشخاص معاقين.

ييو هو أيضًا مدير مركز جورجيا تيك للواجهات والهندسة الموجهة للإنسان تحت معهد الإلكترونيات والتكنولوجيا النانوية، بالإضافة إلى كونه عضوًا في معهد بيتيت للهندسة الحيوية والعلوم البيولوجية.

“هذه مجرد أول демонстрация، ولكننا سعداء بما رأيناه،” قال ييو.

في عام 2019، قدم نفس الفريق واجهة دماغ وآلة EEG لينة وقابلة للارتداء، وشمل العمل موسى محمود، الذي كان المؤلف الرئيسي لهذا البحث والبحث الجديد.

“تستخدم هذه واجهة الدماغ والآلة نمطًا مختلفًا تمامًا، يتضمن أفعال حركية متخيلة، مثل الإمساك بكلتا اليدين، مما يحرر الموضوع من الحاجة إلى النظر إلى العديد من المحفزات،” قال محمود.

شملت دراسة 2021 مستخدمين يظهرون سيطرة دقيقة على تمارين الواقع الافتراضي بأفكارهم، أو تخيل الحركة.

“أثبتت الدعائم الافتراضية أنها مفيدة جدًا،” قال ييو.

“تسرع وتحسن مشاركة المستخدم ودقته.

وكنا قادرين على تسجيل نشاط تخيل حركي مستمر وعالٍ الجودة.

يقول محمود إن الفريق سيركز الآن على تحسين وضع القطب الكهربائي وتكامل أكثر تطورًا للتحفيز القائم على EEG.