افراد فلج با ویلچر کنترل شده توسط ذهن در یک اتاق حرکت می کنند



سه نفر مبتلا به فلج هر چهار دست و پا از افکار خود برای هدایت یک صندلی چرخدار در یک اتاق شلوغ با دقت بالایی استفاده کردند. این نشان می دهد که افراد فلج می توانند به طور مستقل در اتاق های خاصی حرکت کنند، اما ممکن است این فناوری به اندازه کافی برای حرکت در یک خیابان شلوغ پیشرفته نباشد.

محققان مختلف قبلا از دو استراتژی اصلی برای آزمایش ویلچرهای کنترل شده با ذهن بر روی افراد توانا استفاده کرده اند. اولین مورد شامل تمرکز شخصی بر روی یک نور سوسوزن در یک مکان خاص است. این سیگنال‌های مغزی را تولید می‌کند که هوش مصنوعی به حرکات ویلچر در آن مکان تبدیل می‌شود، اما این رویکرد اغلب منجر به فشار چشم می‌شود.

راهبرد دوم کاشت الکترودها در مغز است. اینها سیگنال‌های مغزی را به دقت به هوش مصنوعی منتقل می‌کنند، اما تنها پس از یک روش بسیار تهاجمی که خطر عفونت را به همراه دارد.

استراتژی سوم را آزمایش کنید، خوزه میلان در دانشگاه تگزاس در آستین و همکارانش سه نفر را با حرکت اندک یا بدون هیچ حرکتی در یکی از اندام های خود به کار گرفتند. این تیم ارزیابی کردند که آیا یک رابط مغز و کامپیوتر می تواند یک صندلی چرخدار برقی را بر اساس فعالیت مغزی که افراد تصور می کنند اعضای بدن خود را حرکت می دهند، هدایت کند یا خیر.

هر شرکت کننده کلاه جمجمه ای حاوی 31 الکترود به سر می کرد که می توانست به صورت غیر تهاجمی سیگنال های ناحیه ای از مغز را که حرکت را تنظیم می کند به نام قشر حسی حرکتی تشخیص دهد. این سیگنال‌ها به یک کامپیوتر لپ‌تاپ متصل به پشت ویلچر منتقل می‌شد، جایی که هوش مصنوعی آنها را به حرکت چرخ تبدیل می‌کرد.

برای حرکت به سمت راست، شرکت کنندگان تصور کردند که هر دو دست را حرکت می دهند. برای حرکت به چپ، آنها تصور کردند که هر دو پا را حرکت می دهند. وگرنه ویلچر جلو رفته است.

در دو استراتژی دیگر که برای هدایت ویلچرهای کنترل‌شده توسط ذهن استفاده می‌شود، توانایی هدایت ویلچر عمدتاً به توانایی رابط‌های مغز و رایانه برای بازیابی و تفسیر سیگنال‌های مغز کاربر در حین حرکت متکی است. یک جلسه آموزشی و آزمایشی که چند ساعت طول می‌کشد. .

فرد چهار پلژی در آزمایش از ویلچر کنترل شده با ذهن استفاده می کند

فرد فلج در آزمایش از ویلچر کنترل شده با ذهن استفاده می کند

دانشگاه تگزاس در آستین

در جدیدترین تحقیق، این تیم به شرکت کنندگان آموزش داد تا سیگنال های مغزی واضح تری را طی دو تا پنج ماه، با سه جلسه تمرین در هفته، تولید کنند.

در طول هر جلسه، تیم از شرکت کنندگان می خواست که به طور متوسط ​​60 بار به ویلچر فرمان دهند که به چپ یا راست حرکت کند.

شخص 1 به طور متوسط ​​در 37 درصد مواقع در 10 جلسه تمرین اول خود دستورات صحیحی را ارائه می دهد و دقت آنها را در 10 جلسه تمرین آخر خود به 87 درصد افزایش می دهد.

دقت فرمان “Person 3” نیز بهبود یافته است، از 67٪ به 91٪. شخص 2 به طور مداوم با دقت متوسط ​​68٪ در طول جلسات تمرین خود رهبری می کرد.

میلان می گوید: «کسانی خواهند بود که آن را خیلی سریع و خیلی خوب یاد خواهند گرفت، سپس دیگرانی هستند که به زمان بیشتری برای یادگیری نیاز دارند، مانند شخص 2، اما من فکر می کنم هر کسی می تواند انجام آن را یاد بگیرد.

با تجزیه و تحلیل سیگنال های مغزی شرکت کنندگان در طول دوره آموزشی، تیم متوجه شد که سیگنال های مغزی “چپ” و “راست” شخص 1 و شخص 3 متمایزتر می شوند.

سپس، تیم آزمایش کردند که شرکت‌کنندگان تا چه اندازه می‌توانند ویلچر را از طریق چهار ایست بازرسی در یک اتاق بیمارستان ۱۵ متری حاوی تخت‌ها، صندلی‌ها و تجهیزات پزشکی هدایت کنند.

شخص 1 مدار را در حدود 4 دقیقه با 80 درصد موفقیت، به طور متوسط، بیش از 29 تلاش کامل کرد. موفقیت به عنوان عبور از پست های بازرسی مدار تعریف شد.

شخص 3 مدار را در حدود 7 دقیقه با 20 درصد موفقیت به طور متوسط ​​از 11 تلاش کامل کرد. فرد 2 برای 75 درصد تلاش های خود در حدود 5 دقیقه به پست بازرسی سوم رسید، اما نتوانست کل دوره را کامل کند.

Millán می‌گوید: «من نمی‌گویم این رویکرد در خیابان‌های شلوغ یا در محیط‌های کمتر کنترل‌شده مفید است، اما توانایی حرکت مستقل می‌تواند برای این افراد یک مزیت بزرگ باشد.

با این حال، پوسته باید از طریق یک ژل به سر چسبانده شود که پس از چند ساعت خشک می شود و زمان کنترل ویلچر را در یک حرکت محدود می کند.

می‌گوید به دلیل پیشرفت سریع در الکترودهای خشک و چاپ شده با پوست و همچنین الکترودهایی که در گوش قرار می‌گیرند، روزی می‌توان از استفاده از ژل‌ها اجتناب کرد. پالانیاپان راماسوامی در دانشگاه کنت انگلستان او می‌گوید که ترکیب این آخرین تحقیقات با فناوری بدون ژل می‌تواند صندلی‌های چرخدار کنترل‌شده ذهن را در دهه آینده وارد دنیای واقعی کند.

مرجع مجله: آی ساینس، DOI: doi.org/10.1016/j.isci.2022.105418

درباره این موضوعات بیشتر بدانید:


منبع: https://www.newscientist.com/article/2347757-people-with-paralysis-navigate-a-room-via-a-mind-controlled-wheelchair/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home

توسط احمد گل کار

احمد گل کار