تخيل أنك غير قادر على التعبير عن أفكارك ومشاعرك للعالم، محاصرًا في جسد يرفض الانصياع لعقلك. هذا هو الواقع بالنسبة للعديد من الأشخاص الذين أصيبوا بسكتة دماغية، مما جعلهم غير قادرين على التحدث أو التواصل بشكل فعال. في دراسة رائدة، حقق فريق من العلماء تقدمًا كبيرًا، حيث ساعدوا شخصًا ثنائي اللغة غير قادر على نطق الكلمات على التواصل بكلتا اللغتين، الإسبانية والإنجليزية.
نُشرت الدراسة في 20 مايو في مجلة (Nature Biomedical Engineering)، مما يمثل إنجازًا هامًا في مجال التعويضات العصبية لاستعادة النطق. وتم إجراء البحث في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، بالتعاون مع خبراء آخرين في هذا المجال.
محتويات المقال :
صمت السكتة الدماغية
السكتة الدماغية، وهي السبب الرئيسي للإعاقة لدى البالغين، تؤثر على الملايين في جميع أنحاء العالم. واحدة من العواقب المدمرة للسكتة الدماغية هي فقدان القدرة على النطق، مما يجعل الأفراد غير قادرين على التعبير عن أفكارهم وعواطفهم. اللغة هي جانب معقد من التواصل البشري، وفقدانها يمكن أن يكون معوقًا. مراكز اللغة في الدماغ، التي تقع في أعماق القشرة الدماغية، هي المسؤولة عن معالجة وتوليد اللغة.
إن السكتة الدماغية هي تذكير صارخ لطبيعة الدماغ الرائعة والهشة. في لحظة، يمكن للسكتة الدماغية أن تحرم الفرد من قدرته على التواصل، وتتركه معزولاً وعاجزًا. يمكن أن يكون فقدان اللغة المفاجئ أمرًا مرهقًا، مما يجعل الأنشطة اليومية، مثل طلب الطعام أو طلب المساعدة، تحديًا يصعب التغلب عليه.
تتكون مراكز اللغة في الدماغ من منطقتين أساسيتين: منطقة بروكا (Broca’s area) ومنطقة فيرنيكه (Wernicke’s area). تقع منطقة بروكا في الفص الجبهي (frontal lobe)، وهي مسؤولة عن إنتاج اللغة، بما في ذلك النطق، وعلم الأصوات، وبناء الجملة. وتقع منطقة فيرنيك في الفص الصدغي (temporal lobe)، وتشارك في فهم اللغة. عندما تؤدي السكتة الدماغية إلى إتلاف هذه المناطق، يمكن أن يضعف إنتاج اللغة وفهمها بشدة.
وتسلط حالة بانشو، وهو شخص ثنائي اللغة أصيب بسكتة دماغية في سن العشرين، الضوء على الآثار المدمرة لفقدان اللغة. على الرغم من أن لغته الأم هي الإسبانية واللغة الإنجليزية تعلمها فيما بعد، فقد بقي بانشو غير قادر على نطق الكلمات، واعتمد على الأنين والهمهمات للتواصل. تؤكد قصته على أهمية فهم الآليات العصبية الكامنة وراء معالجة اللغة والحاجة إلى حلول مبتكرة لاستعادة التواصل لدى الأفراد الذين يعانون من إعاقات لغوية.
تاريخ موجز لواجهات الدماغ والحاسوب
يعود مفهوم واجهات الدماغ والحاسوب ((BCIs) Brain–computer interface) إلى السبعينيات، عندما بدأ العلماء لأول مرة في استكشاف فكرة استخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG) لقراءة إشارات الدماغ. ومع ذلك، لم تبدأ واجهات الدماغ والحاسوب في اكتساب المزيد من الاهتمام إلا في التسعينيات، مع تطوير خوارزميات أكثر تقدمًا وتقنيات التعلم الآلي.
كان أحد الرواد في هذا المجال هو الدكتور فيليب كينيدي، طبيب الأعصاب الذي قام في عام 1996 بزراعة أول واجهة دماغية حاسوبية في مريض يعاني من إصابة في الحبل الشوكي. سمحت عملية الزرع للمريض بالتحكم في مؤشر الكمبيوتر من خلال أفكاره، مما يمثل علامة فارقة في تطوير واجهات الدماغ والحاسوب.
في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأ الباحثون في استكشاف استخدام التخطيط الكهربائي القشري (ECoG)، والذي يتضمن وضع أقطاب كهربائية مباشرة على سطح الدماغ لتسجيل النشاط العصبي. أتاحت هذه التقنية قراءات أكثر دقة وإحكامًا لإشارات الدماغ، مما مهد الطريق أمام أجهزة أكثر تطورًا.
وفي يومنا هذا، نرى استخدام واجهات الدماغ والحاسوب في مجموعة من التطبيقات. بدءًا من استعادة الاتصال لدى المرضى المصابين بالشلل وحتى التحكم في الأطراف الاصطناعية. لعب تطوير الذكاء الاصطناعي وخوارزميات التعلم الآلي دورًا حاسمًا في تطوير هذه تقنية، مما أتاح فك تشفير أكثر دقة وكفاءة لإشارات الدماغ.
فك رموز إشارات الدماغ ثنائي اللغة
المفتاح يكمن في فهم كيفية معالجة الدماغ للغة. عندما نفكر في اللغة، فإننا نفكر في الكلمات والجمل والقواعد النحوية. ومع ذلك، فإن معالجة اللغة في الدماغ أكثر تعقيدًا، حيث تتضمن مناطق دماغية وشبكات عصبية متعددة. كان على نظام واجهة الدماغ والحاسوب أن يأخذ في الاعتبار هذه التعقيدات لفك تشفير إشارات الدماغ ثنائي اللغة بدقة.
طور الباحثون نظام ذكاء اصطناعي يمكنه التمييز بين الأنماط العصبية للغتين الإسبانية والإنجليزية. تم تحقيق ذلك من خلال تدريب نظام الذكاء الاصطناعي على نشاط دماغ بانشو أثناء محاولته نطق ما يقرب من 200 كلمة باللغتين. وتعلم النظام التعرف على الأنماط العصبية المميزة لكل لغة، مما سمح له بفك رموز إشارات الدماغ ثنائي اللغة.
يعمل النظام على أساس كلمة بكلمة، حيث تحاول كل وِحدة (الإسبانية والإنجليزية) مطابقة النمط العصبي بكلمة معينة في مفرداتها. يقوم نظام الذكاء الاصطناعي بعد ذلك بتقييم احتمالية أن تكون الكلمة المختارة صحيحة، مع الأخذ في الاعتبار السياق والبنية النحوية للجملة.
على سبيل المثال، إذا حاول بانشو أن يقول “¿Cómo estás؟” و التي تعني (كيف حالك؟)، ستتعرف الوحدة الإسبانية على النمط العصبي وتقترح الجملة الصحيحة بدرجة احتمالية عالية. وفي الوقت نفسه، ستحاول وحدة اللغة الإنجليزية إنشاء جملة معادلة، مع درجة احتمال أقل.
قدرة الذكاء الاصطناعي على التمييز بين اللغات
تعتبر قدرة نظام الذكاء الاصطناعي على التمييز بين اللغات مذهلة، حيث حقق دقة مبهرة بلغت 88% في تحديد اللغة الصحيحة. علاوة على ذلك، تصل دقة النظام الإجمالية في فك تشفير الجملة الصحيحة إلى نسبة مذهلة تبلغ 75%. وهذا الإنجاز له آثار بعيدة المدى على تطوير تكنولوجيا أكثر تقدمًا، مما يمكّن الأفراد من التواصل بشكل فعال بلغات متعددة.
إحدى النتائج المدهشة هي أن إشارات الدماغ لكلا اللغتين كانت تأتي في كثير من الأحيان من نفس منطقة الدماغ. وهذا يتناقض مع الدراسات السابقة التي تشير إلى أن اللغات المختلفة تنشط أجزاء مختلفة من الدماغ. وبدلاً من ذلك، تشير الدراسة إلى أن اللغات المختلفة تشترك في بعض السمات العصبية، مما يجعلها أكثر قابلية للتعميم على أشخاص آخرين.
الآثار المترتبة على هذا الاكتشاف كبيرة. إنه يفتح إمكانيات لتطوير أنظمة واجهات الدماغ والحاسوب أكثر تقدمًا والتي يمكنها استعادة الكلام للأفراد الذين فقدوا القدرة على التواصل لفظيًا. ويستكشف الفريق بالفعل طرقًا لتحسين النظام، بما في ذلك دراسة اللغات ذات الخصائص النطقية المختلفة، مثل لغة الماندرين أو اليابانية، أو القدرة على التبديل بين اللغات داخل الجملة.
عصر جديد من التواصل
من ناحية، يمثل هذا إنجازًا كبيرًا في تطوير الأطراف الاصطناعية العصبية لاستعادة الكلام، والتي قد تتمكن يومًا ما من استعادة الكلام متعدد اللغات للأفراد الذين فقدوا القدرة على التواصل لفظيًا. وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص للأشخاص الذين عانوا من السكتات الدماغية أو إصابات الدماغ المؤلمة أو أمراض التنكس العصبي، وغير القادرين على التعبير عن أفكارهم ومشاعرهم.
إن الآثار المترتبة على هذا الاكتشاف بعيدة المدى. تخيل أنك قادر على التحدث مع أشخاص من خلفيات لغوية وثقافية مختلفة، دون الحاجة إلى مترجمين فوريين أو أجهزة ترجمة. تخيل أنك قادر على التعبير عن نفسك بحرية، دون قيود لغوية. تتمتع هذه التكنولوجيا بالقدرة على سد الفجوات بين الناس، وتعزيز المزيد من التفاهم والتعاطف والتعاون.
ومع استمرار تطور هذه التكنولوجيا، يمكننا أن نتوقع رؤية المزيد من التطبيقات المبتكرة. على سبيل المثال، يمكن استخدامه لتطوير أجهزة ترجمة أكثر دقة للغة، أو لإنشاء أدوات تعلم أكثر فعالية. الاحتمالات لا حصر لها، والتأثير المحتمل على حياتنا اليومية هائل.
المصادر:
سعدنا بزيارتك، جميع مقالات الموقع هي ملك موقع الأكاديمية بوست ولا يحق لأي شخص أو جهة استخدامها دون الإشارة إليها كمصدر. تعمل إدارة الموقع على إدارة عملية كتابة المحتوى العلمي دون تدخل مباشر في أسلوب الكاتب، مما يحمل الكاتب المسؤولية عن مدى دقة وسلامة ما يكتب.
التعليقات :