برنامج يترجم نشاط الدماغ إلى لغة مكتوبة
تاريخ النشر: 3rd, March 2025 GMT
طوّر باحثون من جامعة ييل وكلية دارتموث وجامعة كامبريدج برنامجاً لقراءة الأفكار يسمّى “مايند إل إل إم” MindLLM، وهو نموذج فك تشفير نشاط الدماغ إلى لغة طبيعية، من خلال التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي وتحويل الإشارات إلى نص.
ومن خلال دمج آلية الانتباه المستندة إلى علم الأعصاب مع نموذج اللغة الكبير (LLM)، يتفوق النموذج على الأساليب الحالية، مع تحسن بنسبة 12.
وبحسب “مديكال إكسبريس”، لفك تشفير نشاط الدماغ إلى لغة طبيعية آثار كبيرة على تطبيقات علم الأعصاب، وواجهة الدماغ والحاسوب.
وقد واجهت المحاولات السابقة تحديات في الأداء التنبئي، وتنوع المهام المحدود، والتعميم الضعيف عبر الموضوعات.
وغالباً ما تتطلب الأساليب الحالية معلمات خاصة بالموضوع، ما يحد من قدرتها على التعميم عبر الأفراد.
تصميم البرنامجويتكون تصميم برنامج MindLLM من مشفر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، ونموذج لغوي كبير.
ويقسم البرنامج عمليات مسح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي الدماغ إلى وحدات ثلاثية الأبعاد صغيرة تسمى فوكسلات (مثل البكسلات ثلاثية الأبعاد).
ويمتلك الأشخاص المختلفون هياكل دماغية مختلفة لا تتطابق أبداً عند محاذاتها مع أطلس الدماغ الموحد.
ونظراً لأن عدد وترتيب وحدات فوكسلات النشطة يمكن أن يختلف (من 12682 إلى 17907 عبر الأفراد في الدراسة)، فإن أبعاد الإدخال المختلفة مطلوبة لكل موضوع.
ولأن وظائف المخ تظل متسقة بين الأفراد، حتى لو كانت توزيعات الفوكسل مختلفة، فإن رسم الخرائط النشاطية المستندة إلى علم الأعصاب داخل مشفر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (باستخدام آلية انتباه معدلة) يسمح للنظام باستيعاب أشكال الإدخال المتنوعة هذه عبر الأفراد.
ومن خلال فصل المعلومات الوظيفية للفوكسل عن قيمة التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي الخام، يستفيد النموذج من المعرفة السابقة من أبحاث علم الأعصاب، ما يحسن الاتساق بين الأفراد.
ويتكيف برنامج MindLLM بشكل أفضل مع الموضوعات الجديدة، ويحسن الأداء بنسبة 16.4% مقارنة بالنماذج السابقة التي لا تعتمد على موضوع محدد.
كما أنه أكثر قدرة على التكيف مع المهام الجديدة بنسبة 25%، ما يسمح له بالتعامل مع تحديات مختلفة بشكل فعال.
المصدر: جريدة الحقيقة
كلمات دلالية: علم الأعصاب الدماغ إلى
إقرأ أيضاً:
غرسة دماغية تترجم الأفكار بطريقة شبه فورية إلى كلام
أعلن باحثون أمريكيون، أن جهازا معززا بالذكاء الاصطناعي زرع في دماغ امرأة مشلولة، مكنها من ترجمة أفكارها إلى كلام بصورة فورية تقريبا.
ويستخدم الجهاز الذي لا يزال تجريبيا غرسة تربط مناطق من الدماغ بأجهزة كمبيوتر، ويمكنه أن يتيح للأشخاص الذين فقدوا القدرة على التواصل استعادة شكل ما من أشكال الكلام.
وسبق لفريق البحث الذي يقع مقره في كاليفورنيا أن استخدم نظاما يربط مباشرة بين الدماغ والكمبيوتر لفك تشفير أفكار آن، وهي امرأة مصابة بشلل رباعي في السابعة والأربعين، قبل تحويلها إلى كلام.
لكن العملية كانت مشوبة بتأخير ثماني ثوان بين اللحظة التي تفكر فيها المريضة في ما تريد قوله واللحظة التي تصدر فيها جملتها عن صوت اصطناعي يولده الكمبيوتر.
وكانت هذه المشكلة تقيد المحادثات التي تجريها آن، وهي معلمة رياضيات سابقة فقدت القدرة على الكلام بعد إصابتها بنوبة قلبية قبل 18 عاما.
إلا أن نظام الاتصال الجديد الذي ابتكره فريق الباحثين بين الدماغ والكمبيوتر وأعلن عنه عبر مجلة « نيتشر نوروساينس »، يقلص فارق الوقت بين الأفكار والكلام إلى 80 ميلي ثانية.
وقال الباحث الرئيسي في الدراسة غوبالا أنومانشيبالي من جامعة كاليفورنيا لوكالة فرانس برس « إن طريقتنا الجديدة القائمة على البث المتواصل تحول إشارات الدماغ إلى صوت شخصي في الوقت الحقيقي، في خلال الثانية التي تلي نية الشخص التحدث ».
وأشار إلى أن هدف المعلمة السابقة هو أن تصبح مستشارة إرشاد جامعي. وقال « مع أننا لا نزال بعيدين من تحقيق هذا الهدف بالنسبة إلى آن، فإن من شأن هذه الخطوة في نهاية المطاف أن تمكننا من أن نحسن بشكل كبير نوعية حياة الأفراد الذين يعانون من شلل الصوت ».
وعرضت على آن في إطار هذه الدراسة جمل على الشاشة، من بينها مثلا « بالتالي أنت تحبني »، كانت تقولها بعد ذلك في ذهنها.
وكانت هذه الجمل تحول بعد ذلك إلى نسخة طبق الأصل من صوتها، أنشئت باستخدام تسجيلات تعود إلى ما قبل وقوع الحادث. وأكد أنومانشيبالي أن المريضة « كانت متحمسة لسماع صوتها، وكانت تشعر وكأنها تقمصت » بهذه الطريقة.
وأوضح الباحث أن نظام الربط بين الدماغ والكمبيوتر يعترض إشارة الدماغ « بعد أن يقرر الشخص ما يريد قوله، وبعد أن يختار الكلمات التي سيستخدمها وكيفية تحريك عضلات المسالك الصوتية ».
واستخدم النظام تقنية التعلم العميق للذكاء الاصطناعي، من خلال التدرب على آلاف الجمل التي فكرت فيها آن ذهنيا.
غير أن هذا النظام لا يخلو من الأخطاء، إذ يقوم على عدد محدود من المفردات لا يقتصر على 1024 كلمة.
وقال أستاذ الأطراف الاصطناعية العصبية في جامعة نيوكاسل البريطانية باتريك ديجينار الذي لم يشارك في الدراسة لوكالة فرانس برس، إن هذا البحث لا يزال في مرحلة « إثبات المبدأ » التي وصفها بـ »المبكرة جدا »، لكنه مع ذلك وصفه بأنه « رائع ».
ولاحظ أن الطريقة تستخدم مجموعة من الأقطاب الكهربائية التي لا تخترق الدماغ، على عكس النظام الذي ابتكرته شركة « نيورالينك » المملوكة للملياردير الأمريكي إيلون ماسك.
وتعتبر العملية الجراحية لوضع مثل هذه الحزمة من الأقطاب الكهربائية شائعة جدا في أقسام المستشفيات المتخصصة في تشخيص الصرع. ومن شأن ذلك أن يسهل اعتمادها للمرضى الذين يعانون من اضطرابات النطق، وفق البرفيسور ديجينار.
وأمل غوبالا أنومانشيبالي أن يتيح التمويل المخصص للأبحاث في هذا المجال تعميم تطبيق هذه التكنولوجيا خلال خمسة إلى عشرة أعوام.
كلمات دلالية ابحاث الدماغ امريكيون خبراء دراسة
أمير تبوك يتفقد محافظة تيماء عقب الحالة المطرية التي شهدتها