تطور طبي كبير لمساعدة فاقدي النطق عبر قراءة إشارات الدماغ
تاريخ النشر: 24th, August 2023 GMT
تتزايد فرص استعادة القدرة على الكلام لمن فقدوها جراء مرض أو حادث، وفقا لتجربتي زرع غرسات في الدماغ أظهرتا تقدما كبيرا في هذا المجال، نشرت نتائجهما، الأربعاء في مجلة "نيتشر".
كانت بات بينيت البالغة 68 عاما تشغل وظيفة قيادية، وكانت نشيطة ورياضية قبل تشخيص إصابتها بمرض "شاركو" قبل أكثر من عقد.
ومرض التنكس العصبي الذي يُفقد المصاب به تدريجا كل قدرة على الحركة وصولا إلى الشلل الكامل، تسبب لها بصعوبات في النطق ثم ما لبث أن حرمها كليا من القدرة على الكلام.
وفي مارس 2022، زرع لها الباحثون من قسم جراحة المخ والأعصاب في جامعة ستانفورد الأميركية أربعة مربعات صغيرة تحوي 64 قطبا كهربائيا دقيقا مصنوعة من السيليكون.
تتولى هذه الأقطاب التي تخترق القشرة الدماغية بما لا يتعدى ملليمترا ونصف الملليمتر، تسجيل الإشارات الكهربائية التي تنتجها مناطق الدماغ المرتبطة بإنتاج اللغة.
وتُنقل الإشارات المُنتجة إلى خارج الجمجمة من خلال حزمة من الأسلاك، وتُعالج بواسطة خوارزمية.
و"تعلمت" الآلة على مدى أربعة أشهر تفسير معناها، وهي تربط الإشارات بالصوتيات - أي الأصوات التي تشكل كلمات اللغة - وتعالجها بواسطة نموذج لغوي.
وقال المُعدّ المشارك للدراسة الأستاذ في جامعة ستانفورد، فرانك ويليت خلال مؤتمر صحفي "أصبح متاحا تخيّل مستقبل يمكن فيه التحدث بسلاسة مع شخص يعاني مجددا مع مصاب بشلل" النطق.
ومكّنت غرسة التواصل بين الدماغ والآلة بات بينيت من التحدث عبر الشاشة بمعدل يفوق 60 كلمة في الدقيقة.
ومع أن هذه الوتيرة لا تزال أقل بكثير من معدل المحادثات العادية البالغ 150 إلى 200 كلمة في الدقيقة، هي أسرع بثلاث مرات من الرقم القياسي السابق الذي سجّله عام 2021 الفريق الذي يتابع حالتها.
صورة رمزيةوفي التجربة الثانية، التي أجراها فريق إدوارد تشانغ، من جامعة كاليفورنيا، يقوم الجهاز على شريط من الأقطاب الكهربائية الموضوعة على المادة القشرية.
وحقق هذا الجهاز أداء مماثلا تقريبا لذلك الذي حققه نظام فريق جامعة ستانفورد، إذ ارتفع معدّل المحادثة إلى 78 كلمة في الدقيقة، أي أسرع بخمس مرات مما كان عليه.
وشكل هذا المعدل تقدما هائلا للمريضة التي تعاني شللا نصفيا منذ إصابتها بنزف في جذع الدماغ، إذ كان معدل محادثتها يبلغ 14 كلمة في الدقيقة حدا أقصى، باستخدام تقنية تتبع حركات الرأس.
وانخفض معدل الخطأ في كل 50 كلمة من أكثر من 20 في المئة إلى أقل من 10 في المئة.
وفي التجربتين، يبلغ معدل الخطأ نحو 25 في المئة عندما تستخدم المريضتان عشرات الآلاف من المفردات.
وتكمن خصوصية جهاز البروفسور تشانغ، في أنه يعتمد على تحليل الإشارات المنبعثة ليس فقط في المناطق المرتبطة مباشرة باللغة ولكن أيضا على نطاق أوسع في القشرة الحسية الحركية التي تنشط عضلات الوجه والفم لإنتاج الأصوات.
وقال تشانغ "منذ خمس أو ست سنوات، بدأنا حقا في فهم الشبكات الكهربائية التي تنظم حركة الشفاه والفك واللسان، مما أتاح لنا إصدار أصوات محددة لكل حرف ساكن وحرف متحرك وكلمة".
Brain-reading implants enhanced using AI have enabled two people with paralysis to communicate with unprecedented accuracy and speed https://t.co/wWOUrdF3Uq
— nature (@Nature) August 23, 2023وتنتج غرسة فريق تشانغ للتواصل بين الدماغ والآلة لغة في شكل نص، ولكن أيضا بصوت مركب وصورة رمزية تُظهر تعبيرات وجه المريض عندما يتحدث، إذ أن "الصوت وتعبيرات الفرد هي أيضا جزء من هويته"، بحسب تشانغ.
ويهدف الفريق الآن إلى إنتاج نسخة لاسلكية من الجهاز، ستكون لها "آثار عميقة على استقلالية المريض وتفاعلاته الاجتماعية"، وفقا للمعدّ المشارك للدراسة أستاذ جراحة الأعصاب في جامعة سان فرانسيسكو، ديفيد موزس.
المصدر: الحرة
إقرأ أيضاً:
4 فوائد صحية للتثاؤب
أميرة خالد
كم مرة وجدنا أنفسنا نتثاءب بشكل لا إرادي عندما يتثاءب شخص بجوارنا، أو حتى عندما نكون في اجتماع ممل، أو منغمسين في قراءة كتاب، أو سارحين في أحلام اليقظة؟
غالبا ما نربط التثاؤب بالشعور بالتعب أو الملل، أو نجد أنفسنا نتثاءب بشكل لا إرادي عندما يتثاءب شخص بجوارنا، أو حتى عندما نكون في اجتماع ممل، أو منغمسين في قراءة كتاب، أو سارحين في أحلام اليقظة لكن العلم يكشف لنا عن جوانب أخرى مدهشة لهذه الظاهرة الجسدية الشائعة.
فخلافا للاعتقاد الشائع بأن التثاؤب هو مجرد إشارة من الجسم للحاجة إلى الراحة، هناك عوامل أخرى تؤدي في النهاية إلى التثاؤب، والتي تعرفنا على ماذا تدل كثرة التثاؤب؟ وفي السطور التالية، نستعرض معكم ما هي أسباب التثاؤب؟
يعد من أبرز أسباب التثاؤب، استعادة الانتباه، فلا يقتصر التثاؤب على أوقات الشعور بالنعاس فقط، بل قد يحدث أيضا عند الشعور بالملل أو حتى عند التعرض لمحفزات مفرطة، قد يتباطأ نشاط الدماغ، في هذه الحالات، ويأتي التثاؤب كآلية لإعادة تنشيطه واستعادة الانتباه.
وفقا للتقارير العلمية، يؤدي التثاؤب إلى تمدد عضلات الوجه والصدر، وتحسين تدفق الدم، وإعطاء الجسم دفعة طاقة بسيطة، إنها طريقة الجسم الطبيعية لإزالة “الضباب العقلي” والحفاظ على اليقظة، حتى في غياب الشعور بالتعب، لذا، إذا وجدت نفسك تتثاءب أثناء اجتماع ممل، فقد يكون ذلك مجرد محاولة من دماغك لإعادة ضبط نشاطه.
تشير دراسة نشرت عام 2014 في مجلة “Physiology & Behaviour” إلى دور محتمل للتثاؤب، وهو تبريد الدماغ وتحسين أدائه، فعندما ترتفع درجة حرارة الدماغ نتيجة لجو حار أو لعدم الانشغال الذهني الكافي، قد يبدأ في العمل ببطء.
هنا يأتي دور التثاؤب العميق، الذي يسحب كمية كبيرة من الهواء البارد إلى الجسم، مما يساعد على خفض درجة حرارة الدماغ وبالتالي تحسين القدرة على التفكير والتركيز، وهذا يفسر سبب زيادة التثاؤب في الأماكن المغلقة ذات التهوية السيئة أو عند الشعور بالملل.
أما عن سبب التثاؤب عند رؤية شخص يتثاءب، أو ما يطلق عليها ظاهرة التثاؤب المعدي ليست مجرد رد فعل تقليدي بسيط، بل هي سلوك متأصل بعمق في طبيعتنا الاجتماعية.
وأوضح العلماء أنه عندما نشاهد شخصا يتثاءب، تنشط خلايا عصبية متخصصة في الدماغ تعرف باسم الخلايا المرآتية، وهي الخلايا التي تجعلنا “نشعر” بما يفعله الآخرون، هذا التنشيط يؤدي بدوره إلى تحفيزنا على التثاؤب تلقائيا.
تلعب الخلايا المرآتية دورا محوريا في قدرتنا على “الشعور” بتجارب الآخرين. فعندما نرى شخصا يتثاءب، تبدأ هذه الخلايا في إطلاق إشارات عصبية في دماغنا، مما يحفزنا على تقليد هذا الفعل.
وفقا لتقرير صادر عن صحيفة هندوستان تايمز، فإن التثاؤب يكون أكثر عدوى بين الأشخاص الذين تربطهم علاقات عاطفية متينة، وهذا يعني أن هذه الظاهرة لا تقتصر على مجرد التقليد الآلي، بل ترتبط ارتباطا وثيقا بمفهومي التعاطف والتواصل الاجتماعي.
لذلك، كلما كانت العلاقة بين شخصين أقوى وأكثر حميمية، كما هو الحال بين الأصدقاء المقربين أو أفراد العائلة، زادت احتمالية انتقال التثاؤب بينهم.
يعود ذلك إلى الميل الطبيعي لأدمغتنا إلى التزامن مع سلوكيات الأشخاص الذين نشعر تجاههم بالود والمحبة، لذا، في المرة القادمة التي تجد فيها نفسك تتثاءب لا إراديًا بعد رؤية شخص آخر يفعل ذلك، تذكر أنها علامة خفية تدل على قوة الرابطة الاجتماعية التي تجمعكما.
سببا أخر النضج والنمو، الأطفال الصغار، الذين تقل أعمارهم عن أربع سنوات غالبا ما يتثاءبون بشكل أقل استجابة لتثاؤب الآخرين، وذلك لأن مهاراتهم في التعاطف لا تزال في مراحل النمو والتطور، لذلك، مع تقدمنا في العمر واكتسابنا المزيد من النضج العاطفي، تصبح أدمغتنا أكثر حساسية لتقليد سلوكيات الأشخاص المحيطين بنا، بما في ذلك التثاؤب.
وأثبتت الأبحاث أن ظاهرة التثاؤب المعدي ليست دائمة، فلدى كبار السن، وخاصة أولئك الذين يعانون من تدهور في الوظائف الإدراكية أو الخرف، قد يصبح التثاؤب المعدي أقل تكرارا، مما يشير إلى وجود علاقة بين القدرات الإدراكية والاستجابة لهذا السلوك الاجتماعي المثير للاهتمام.
ما هي فوائد التثاؤب؟
هناك العديد من فوائد التثاؤب والمزايا التي تعود على الشخص من وراء التثاؤب، أبرزها:
تحفيز الجهاز العصبي
يمكن أن يحفز الشهيق العميق والتمدد المصاحب للتثاؤب الجهاز العصبي الودي. هذا الجهاز المسؤول عن استجابة الكر أو الفر لزيادة اليقضة.
زيادة الأكسجين
يساعد التثاؤب على إدخال كمية كبيرة من الأكسجين إلى الجسم، والتي يمكن أن تساهم بدورها في تنشيط الدماغ وجعل الشخص يشعر بمزيد من الانتباه.
تخفيف الضغط في الأذنين
عندما تتثاءب، تنفتح القناة السمعية، أو الأنبوب الذي يربط الأذن الوسطى بالجزء الخلفي من الحلق، مما يسمح للهواء بالدخول أو الخروج من الأذن الوسطى وموازنة الضغط.
تغيير الحالة
يمكن أن يكون التثاؤب بمثابة إشارة للجسم بأنه يمر بمرحلة انتقالية، مثل الانتقال من اليقظة إلى النعاس أو العكس، بمعنى آخر، يمكن أن يكون وسيلة الجسم لتهيئة نفسه إلى هذه الحالة الجديدة.
متى يكون التثاؤب خطيرا؟
لا يكون التثاؤب خطيرا، في الغالب، ونادرا ما يعتبر تكراره أو الإفراط فيه مرتبطا بشيء يستدعي التدخل، ومع ذلك، يمكن الانتباه في بعض الحالات منها:
التكرار المبالغ فيه
إذا كنت تتثاءب مرات عديدة في الساعة دون سبب واضح للشعور بالتعب أو الملل. أو إذا لاحظت فجأة وبشكل ملحوظ زيادة مفاجئة وكبيرة في عدد مرات التثاؤب.
أعراض أخرى
مع وجود أعراض أخرى مثل ضيق التنفس، أو ألم في الصدر، أو تسارع ضربات القلب، أو الدوخة، يمكن أن يشير ذلك إلى وجود مشاكل في القلب أو الرئتين.
اقرأ أيضا:
التثاؤب المتكرر: مؤشر على مشاكل صحية خطيرة
العدو الإسرائيلي يشدد إجراءاته العسكرية على حاجز الحمرا في الأغوار الشمالية