توسعه شبکه‌ای عصبی برای به تصویر کشیدن افکار انسان‌ها

به گزارش هفته نامه پزشکی امروز به نقل از ایسنا 

، پژوهشگران اظهار کرده‌اند این کار می‌تواند کاربردهای چشمگیری در درمان اختلال شناختی و توانبخشی پس از سکته مغزی داشته باشد.

شاید تاکنون تنها این موارد را در داستان‌های علمی-تخیلی شنیده باشید اما اکنون باید بگوییم این موضوع به حقیقت پیوسته است زیرا پژوهشگران شرکت نوروباتیکس و موسسه فیزیک و فناوری مسکو راهی برای تجسم فعالیت مغز افراد به تصاویر واقعی بدون استفاده از کاشت‌های تهاجمی در مغز پیدا کرده‌اند.

این کار پتانسیل این را دارد تا بتوان دستگاه‌های توانبخشی جدید غیرتهاجمی پس از سکته مغزی که توسط سیگنال‌های مغزی کنترل می‌شود را توسعه داد و همچنین درمان‌های جدید اختلال شناختی را نیز ایجاد کرد.

 برای دستیابی به چنین برنامه‌های کاربردی، متخصصان مغز و اعصاب باید درک کنند که چگونه مغز در هر لحظه مانند زمانی که شخصی در حال تماشای یک فیلم است، اطلاعات را رمزگذاری می‌کند.

در این مطالعه پژوهشگران تصمیم گرفتند تا رابط کاربری مغز و رایانه جدیدی را ایجاد کنند. با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی و نوار مغزی یا الکتروانسفالوگرافی(EEG) آنها روشی برای ضبط امواج مغزی از طریق الکترودهایی که بطور غیرمستقیم روی پوست سر قرار گرفته بودند، ابداع کردند و توانستند دریابند افراد مورد آزمایش قرار گرفته در آن زمان به کدام قسمت یک فیلم نگاه می‌کردند.

"والدیمر کانیشِو"(Vladimir Konyshev) پژوهشگر این مطالعه و  مدیر آزمایشگاه نوروباتیکس گفت: ما در حال کار بر روی پروژه "Assistive Technologies Neuronet of National Technology Initiative" هستیم که بر روی رابط مغز و رایانه متمرکز است و بیماران مبتلا به سکته مغزی را قادر می‌سازد اسکلت بازو را برای اهداف توانبخشی عصبی کنترل کنند. علاوه بر این، بیماران فلج نیز می‌توانند توسط آن رانندگی کنند. هدف نهایی ما افزایش دقت در کنترل اعصاب افراد است.

در این آزمایش، متخصصان مغز و اعصاب ابتدا از افراد خواستند ضمن جمع‌آوری داده‌های نوارمغزی، چند ویدیو را به دلخواه از یوتیوب انتخاب کرده و مشاهده کنند. داده‌های نوار مغزی نشان داد که الگوهای امواج مغزی برای هر دسته از فیلم‌ها متفاوت است و این پژوهشگران را قادر می‌سازد تا پاسخ مغز به فیلم‌ها را در هر لحظه تجزیه و تحلیل کنند.

در مرحله دوم آزمایش، پژوهشگران دو شبکه عصبی را توسعه دادند. اولین شبکه عصبی برای تولید تصاویر خاص از صداها(noise) بود. شبکه عصبی دیگر نیز برای تولید صداهای مشابه از نوارمغزی بود. این شبکه‌ها به این ترتیب ترکیب شدند تا سیگنال‌های نوارمغزی به تصاویر واقعی تبدیل شوند. این شبکه‌ها با دقت ۹۰ درصد قادر به انجام این کار بودند.

 "گریگوری راشکوف"(Grigory Rashkov) نویسنده ارشد این مطالعه گفت: الکتروانسفالوگرام مجموعه‌ای از سیگنال‌های مغزی است که از پوست سر ضبط شده است. محققان فکر می‌کردند که مطالعه فرایندهای مغزی از طریق نوار مغزی مانند درک ساختار داخلی یک موتور بخار با تجزیه و تحلیل دود به جای مانده از قطار بخار است. ما انتظار نداشتیم که الکتروانسفالوگرام اطلاعات کافی برای بازسازی بخشی از تصویری که توسط شخص ایجاد می‌شود در اختیار ما قرار دهد. ما امیدواریم که در نهایت بتوانیم رابط‌های عصبی مقرون به صرفه‌تر و پیشرفته‌تری را طراحی کنیم تا دیگر هیچ زمان نیازی به کاشت نباشد.

یافته‌های این مطالعه در مجله "bioRxiv" منتشر شد.

انتهای پیام