واجهة الدماغ والآلة قد تساعد الأفراد ذوي الشلول

فريق دولي من الباحثين طور جهاز وearable brain-machine (BMI) يمكن أن يحسن جودة الحياة للأشخاص ذوي Dysfunctional أو الشلول. قد يساعد أيضًا الأشخاص ذوي متلازمة الارتباط ، والتي هي عندما يكون الشخص غير قادر على الحركة أو التواصل على الرغم من كونه واعيًا.

قاد الفريق مختبر Woon-Hong Yeo في معهد جورجيا للتكنولوجيا و 포함 باحثين من جامعة كنت في المملكة المتحدة و جامعة يونسي في جمهورية كوريا. جمع الفريق بين الإلكترونيات الناعمة القابلة للارتداء و الواقع الافتراضي في نظام BMI واحد. يسمح النظام للمستخدمين بالسيطرة على كرسي متحرك أو ذراع روبوتي فقط عن طريق تخيل الإجراءات.

تم تفصيل BMI الجديد في مجلة Advanced Science الشهر الماضي.

جهاز أكثر راحة

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

“الميزة الرئيسية لهذا النظام للمستخدم ، مقارنة بما هو موجود حاليًا ، هو أنه لين ومرتاح للارتداء ، وليس له أي أسلاك ،” قال Yeo.

أنظمة BMI يمكنها تحليل الإشارات الدماغية وتنقل النشاط العصبي إلى أوامر ، وهو ما يسمح للأفراد بتخيل الإجراءات من أجل أن يقوم BMI بتنفيذها. ElectroEncephaloGraphy أو EEG هو أكثر طريقة غير غازية شائعة للحصول على الإشارات ، ولكنها غالبًا ما تتطلب قبعة جمجمة مع العديد من الأسلاك.

من أجل استخدام هذه الأجهزة ، يتم استخدام الهلام والصمغ للحفاظ على اتصال الجلد ، وكل هذا الإعداد يستغرق وقتًا ويسبب عدم راحة للمستخدم. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يكون للأجهزة استحواذ إشارات سيئة بسبب تدهور المواد وارتفاعات الحركة ، والتي تسببها أشياء مثل طحن الأسنان. هذا النوع من الضوضاء سوف يظهر في بيانات الدماغ ، ويجب على الباحثين تصفيتها.

تعلم الآلة والواقع الافتراضي

نظام EEG المحمول الذي صممه الفريق يحسن استحواذ الإشارات بفضل دمج الإبر الدقيقة القابلة للانقطاع مع الدوائر اللاسلكية الناعمة. من أجل قياس إشارات الدماغ ، من المهم بالنسبة للنظام تحديد الإجراءات التي يريد المستخدم تنفيذها. لتحقيق ذلك ، اعتمد الفريق على خوارزمية تعلم الآلة ومكون الواقع الافتراضي.

الاختبارات التي أجريها الفريق شملت أربعة أشخاص ، والخطوة التالية هي اختبارها على الأشخاص ذوي الإعاقة.

Yeo هو أيضًا مدير مركز جورجيا تيك ل_interfaces و الهندسة الموجهة للإنسان تحت معهد الإلكترونيات والنانوتكنولوجي ، بالإضافة إلى كونه عضوًا في معهد بيتيت للهندسة الحيوية والعلوم البيولوجية.

“هذا مجرد أول تطبيق ، ولكننا سعداء بما رأيناه ،” قال Yeo.

في عام 2019 ، قدم نفس الفريق واجهة دماغ وآلة ناعمة قابلة للارتداء ، وشمل العمل Musa Mahmood ، الذي كان المؤلف الرئيسي لهذا البحث والبحث الجديد.

“تستخدم هذه الواجهة الجديدة لدماغ وآلة نمطًا مختلفًا تمامًا ، يتضمن إجراءات حركية متخيلة ، مثل الإمساك بكلتا اليدين ، مما يحرر الموضوع من الحاجة إلى النظر إلى العديد من المحفزات ،” قال Mahmood.

شملت دراسة 2021 مستخدمين يظهرون السيطرة الدقيقة على التمارين الواقعية الافتراضية بأفكارهم ، أو الخيال الحركي.

“التنبيهات الافتراضية أثبتت أنها مفيدة للغاية ،” قال Yeo. “تسرع وتحسن المشاركة والدقة للمستخدم. وكنا قادرين على تسجيل نشاط حركي متواصل عالي الجودة.”

يقول Mahmood إن الفريق سيركز الآن على تحسين وضع الإبر ودمج EEG المبني على المحفزات بشكل أكثر تقدمًا.