تقنية جديدة تحوّل إشارات الدماغ إلى كلام طبيعي في أقل من ثانية
تاريخ النشر: 5th, April 2025 GMT
في إنجاز علمي بارز يجمع بين علوم الأعصاب والذكاء الاصطناعي، تمكَّن باحثون من جامعتَيْ كاليفورنيا في بيركلي وسان فرنسيسكو من تطوير واجهة دماغ-حاسوب «BCI» قادرة على استعادة القدرة على الكلام الطبيعي للأشخاص المصابين بشلل حاد.وقد نُشرت نتائج الدراسة، هذا الأسبوع، في مجلة «نيتشور نيوروساينس «Nature Neuroscience» مُشكّلةً خطوةً كبيرةً نحو التواصل الصوتي الفوري عبر إشارات الدماغ، مما يعيد الأمل والاستقلالية لأولئك الذين فقدوا القدرة على الكلام.
تقنية بلا تأخير
تعتمد هذه التكنولوجيا المتقدمة على نظام مدعوم بالذكاء الاصطناعي قادر على تحويل الإشارات الدماغية إلى كلام مسموع في الوقت شبه الحقيقي، وهو ما يشكل نقلة نوعية في حل مشكلة التأخير الزمني التي طالما عانى منها هذا النوع من التقنيات. يقول الدكتور جوبالا أنومانشيباللي، أستاذ مساعد بقسم الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب بجامعة كاليفورنيا-بيركلي والمحقق الرئيسي المشارك في الدراسة، إن النهج الذي جرى اعتماده في البث اللحظي يقدم قدرة فك شفرة الكلام بسرعة مشابِهة لتلك التي نراها في أجهزة مثل «أليكسا» و«سيري»، ولكن في خدمة المرضى.
ولطالما شكّل التأخير بين المتحدث والكلام الناتج عن واجهات الدماغ والحاسوب عائقًا كبيرًا أمام التواصل الطبيعي. ففي التجارب السابقة، كان على المستخدم الانتظار نحو 8 ثوانٍ لسماع جملة واحدة. أما النظام الجديد فقد قلّص هذه المدة إلى أقل من ثانية واحدة، ما سمح بتدفق الكلام بشكل طبيعي ومتواصل.
تحسين جودة الحياة
يتوقع الدكتور إدوارد تشانغ، جرّاح الأعصاب في «UCSF» والمحقق الرئيسي الآخر في الدراسة، أن التكنولوجيا الجديدة قد تُحدث فرقًا جذريًّا في حياة المرضى. ويشرح أن هذه التقنية تحمل إمكانات هائلة لتحسين جودة حياة الأشخاص المصابين بشللٍ يؤثر على الكلام. ويرى أنه من المثير أن تُسهم تطورات الذكاء الاصطناعي المتسارعة في جعل هذه الواجهات أقرب إلى الواقع. مِن أبرز نقاط القوة في هذا الابتكار هو مرونته، فقد أثبت الباحثون أن التقنية لا تقتصر على نوع واحد من الأجهزة، بل تعمل بكفاءة مع واجهات دماغية متعددة، مثل الأقطاب الدقيقة المزروعة داخل الدماغ، أو الأجهزة غير التوغلية مثل أجهزة الاستشعار على الوجه التي تقيس النشاط العضلي. يوضح كايلو ليتلجون، طالب الدكتوراه في بيركلي والمؤلف المشارك في الدراسة، أن الخوارزمية نفسها يمكن تطبيقها على تقنيات مختلفة، متى ما توفرت إشارات دماغية واضحة.
ترجمة إشارات الدماغ
تبدأ عملية التحويل من منطقة القشرة الحركية في الدماغ، المسؤولة عن التحكم في عضلات النطق. هناك يجري التقاط الإشارات العصبية وفك تشفيرها باستخدام نماذج ذكية مدرَّبة مسبقًا لفهم أنماط معينة مرتبطة بالكلام. ويشرح شاول جون تشو، المؤلف المشارك في الدراسة، أنه تجري ترجمة الإشارات التي تأتي بعد أن يقرر الشخص ما يريد قوله، وبعد أن يختار الكلمات والحركات اللازمة للنطق.
لتدريب النموذج، تعاوَنَ الباحثون مع مريضة فقدت القدرة على الكلام بعد إصابتها بسكتة دماغية. في جلسات التدريب، كانتِ المريضة تنظر إلى شاشة تعرض جملة مثل: «مرحبًا، كيف حالك؟»، وتحاول قولها بصمت. وعلى الرغم من عدم قدرتها على إصدار أي صوت، تمكَّن النظام من ربط نشاطها العصبي بالجملة المقصودة.
محاكاة الصوت الأصلي
ولأن المريضة لا تملك قدرة على النطق الفعلي، لم يكن لدى الباحثين تسجيلات صوتية حديثة للمقارنة. لذلك، استعانوا بنموذج ذكاء اصطناعي مسبق التدريب لإنشاء صوت اصطناعي يحاكي صوتها قبل الإصابة. ووفق أنومانشيباللي، أدى سماعها صوتها القديم في الزمن الحقيقي إلى جعل التجربة أكثر شعورًا بالتحكم والاندماج. وللتأكد من قدرة النظام على تجاوز حدود البيانات التي تدرَّب عليها، اختبر الباحثون النموذج باستخدام كلمات جديدة مثل أسماء حروف الناتو الصوتية «ألفا، برافو، تشارلي»، فنجح في توليد أصوات مفهومة بدقة، ما يدل على أن النموذج لا يكرر فحسب، بل يتعلم فعليًّا بناء الصوت.
المثير أيضًا أن النظام حافظ على دقته العالية رغم السرعة الكبيرة. يقول ليتلجون: «لقد كان من غير المعروف سابقًا ما إذا كان بالإمكان بث كلام واضح في الزمن الحقيقي مباشرة من الدماغ.. .لكن الآن لدينا هذا الإثبات».
لغة تحمل العاطفة
وفي حين يتطلع الفريق إلى المستقبل، يعمل الباحثون على تحسين الجوانب العاطفية والتعبيرية للكلام، مثل النبرة والحِدّة ومستوى الصوت، بما يعكس المشاعر أو الانفعالات الطبيعية في الحديث.
ففي عالمٍ يزداد فيه اندماج الدماغ مع التكنولوجيا، تمثل هذه الخطوة نقطةَ تحول في استعادة القدرة على التعبير الصوتي، مما يعيد ربط الإنسان بعالمه، من خلال إحدى أكثر أدوات التواصل أساسية، وهي الصوت.
اقرأ أيضًاتحت رعاية وزير الصحة.. انطلاق المؤتمر الدولي الثاني للسكتة الدماغية والقسطرة المخية بالقاهرة
دراسة تكشف تأثير تقليل استخدام الهواتف الذكية على نشاط الدماغ
تمهيداً للتشغيل التجريبي: عميد طب طنطا يتفقد تجهيزات مبنى السكتة الدماغية الجديد بمركز الطب النفسي
المصدر: الأسبوع
كلمات دلالية: الذكاء الاصطناعي الدماغ إشارات الدماغ إشارات الدماغ القدرة على على الکلام فی الدراسة
إقرأ أيضاً:
لافروف: فرنسا ترسل إشارات “بشكل خفي” إلى روسيا
صرح وزير الخارجية الروسي سيرغي لافروف، أن باريس ترسل أحيانا إشارات إلى موسكو تشير إلى رغبتها الصادقة في حل المشكلات الناشئة، ولكن “بشكل غير مباشر”.
نُقل عن لافروف، قوله على الموقع الإلكتروني لوزارة الخارجية الروسية. وحسبما أفادت الوزارة، منح لافروف رئيس غرفة التجارة والصناعة الفرنسية الروسية، إيمانويل كيدا، وسام الصداقة.
وأضاف لافروف لكيديه: “يسعدني ويشرفني أن أؤدي مهمتي النبيلة المتمثلة في منحك وسام الصداقة الروسي وفقًا لمرسوم الرئيس الروسي فلاديمير بوتين… أنت تدافع عن الصداقة بين الشعبين الروسي والفرنسي، رغم الخطاب القاسي والعدائي والمعادي لروسيا الذي نسمعه من باريس يوميًا تقريبًا. أحيانًا يرسل إلينا زملاؤنا الفرنسيون إشارات تشير إلى رغبتهم الصادقة في حل المشكلات الناشئة، لكنهم يرسلونها همسًا. من المحزن أن يروّج للرأي العام الفرنسي تفسير زائف، بل وقح وبدائي، لما يحدث حول أوكرانيا”.
وأكد الوزير الروسي: “في البداية وحتى عام 2022، كنا دائمًا نطلق عليك لقب الصديق المُخلص لبلدنا. ولكن منذ عام 2022، أصبح هذا المصطلح مهملًا أخلاقيًا، لأنك أصبحت مواطنًا في روسيا. وبصفتك مواطنًا لقوتين عظميين، يتيح لك هذا تعزيز الأهداف النبيلة التي حددتها لنفسك بفعالية أكبر… وتتجلى قوة علاقاتنا في بقاء عدد من الشركات الفرنسية في روسيا، رغم التهديدات والصعوبات، بفضل تصميمك على الدفاع عن مصالحها المشروعة، والاتفاقيات التي أبرمتها مع شركائها الروس. أنا مقتنع بأنها اتخذت القرار الصائب، بفضلك أيضًا”.
وأعلن رئيس الوزراء الفرنسي، فرانسوا بايرو، يوم 18 شباط/ فبراير، أن الاتحاد الأوروبي ليس لديه ما يفعله لمواجهة التفاعل بين الرئيس الروسي فلاديمير بوتن ونظيره الأمريكي دونالد ترامب.
وقال بايرو: “إننا نشهد تحالفًا لا يمكن تصوره بين بوتين وترامب، يعمل على تهميش أوروبا على أراضيها، ومن المروع أن نرى ضعف الاتحاد الأوروبي في هذه القضية”.
واشتكى رئيس الوزراء من أن اجتماع الزعماء الأوروبيين الذي عقد في قصر الإليزيه، والذي استضافه الرئيس الفرنسي إيمانويل ماكرون، لم يجلب أي وضوح بشأن القضايا الأمنية في القارة، بحسب ما نقلت عنه وسائل إعلام فرنسية.
وكالة سبوتنيك
إنضم لقناة النيلين على واتساب