هل أصبحت قراءة الأفكار ممكنة؟

تخيل أنك قادر على قراءة أفكار الناس، ومعرفة ما يفكرون فيه دون أن يضطروا إلى قول كلمة واحدة. قد يبدو هذا كالخيال العلمي، لكن العلماء توصلوا إلى اكتشاف رائد يقربنا خطوة من جعل هذا الأمر حقيقة. حيث شارك شخصان يعانيان من إصابات في النخاع الشوكي في دراسة طوّر الباحثون فيها غرسات دماغية يمكنها فك تشفير الكلام الداخلي، وتحديد الكلمات التي يفكر فيها الأشخاص دون تحريك شفاههم أو إصدار صوت. وقد تم نشر الدراسة في مجلة (Nature Human Behavior) في 13 مايو. وتم إجراء البحث في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا.

يمكن أن يكون لهذه التكنولوجيا آثار تغير حياة الأشخاص الذين يعانون من إعاقات جسدية شديدة، مثل أولئك الذين يعانون من متلازمة المنحبس (locked-in syndrome)، والذين لا يستطيعون التواصل لفظيًا أو من خلال الحركة. تمثل هذه الدراسة تقدمًا كبيرًا في مجال واجهات الدماغ والحاسوب (brain–computer interface)، والتي تتطلب شكلاً من أشكال النطق أو الحركة لتعمل. ولكن في هذه الحالة، تمكنت الغرسات الدماغية من فك تشفير الكلام الداخلي في ذات اللحظة، مما مهد الطريق لشكل جديد من التواصل.

كيف تعالج أدمغتنا الكلام الداخلي

عملية الكلام الداخلي معقدة وغير مفهومة بالكامل. وهي تنطوي على شبكة من مناطق الدماغ، بما في ذلك التلفيف فوق الهامشي (Supramarginal gyrus)، وهي منطقة تشارك في معالجة الكلام واللغة والذاكرة. عندما ننخرط في الكلام الداخلي، تنشغل أدمغتنا في بناء الجمل، واسترجاع الكلمات، والتنقل بين الفروق الدقيقة في اللغة، كل ذلك دون نطق صوت واحد.

أظهرت الدراسات أن الكلام الداخلي يرتبط بشكل وثيق بمراكز معالجة اللغة في الدماغ، بما في ذلك منطقة بروكا (Broca’s area) ومنطقة فيرنيكه (Wernicke’s area). هذه المناطق مسؤولة عن إنتاج الكلام وفهمه. ومع ذلك، فإن الآليات العصبية الكامنة وراء الكلام الداخلي لا زالت غير واضحة تمامًا.

إحدى الطرق لتسليط الضوء على هذا السؤال هي التحقق من الإشارات العصبية التي تتولد أثناء الكلام الداخلي. باستخدام تقنيات مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) وتخطيط كهربية الدماغ (EEG)، بدأ الباحثون في رسم خريطة لأنماط نشاط الدماغ أثناء الكلام الداخلي. كشفت هذه الدراسات أن هذا النوع من الكلام يشرك شبكة من مناطق الدماغ، بما في ذلك التلفيف فوق الهامشي، وقشرة الفص الجبهي (Prefrontal cortex)، والقشرة الحزامية الأمامية (Anterior cingulate cortex).

تاريخ موجز لواجهات الدماغ والحاسوب

يعود مفهوم واجهات الدماغ والحاسوب (BCIs) إلى السبعينيات، عندما حاول العلماء لأول مرة الاستفادة من النشاط الكهربائي للدماغ. واحدة من أقدم التجارب المسجلة أجراها عالم الأعصاب إيبرهارد فيتز، الذي قام بزرع أقطاب كهربائية في القشرة الحركية (Motor cortex) للقردة، مما سمح لها بالتحكم في ذراع آلية بأفكارها.

وبالتقدم سريعًا إلى التسعينيات، عندما مكّن تطور تخطيط كهربية الدماغ (EEG) والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) الباحثين من مراقبة نشاط الدماغ بشكل غير جراحي. أدى ذلك إلى إنشاء واجهات دماغية حاسوبية بدائية، والتي اعتمدت على الأقطاب الكهربائية السطحية لفك تشفير إشارات الدماغ. كانت هذه الواجهات المبكرة محدودة في قدرتها على التقاط نشاط الدماغ المعقد، لكنها وضعت الأساس للتقدم المستقبلي.

شهد العقد الأول من القرن الحادي والعشرين تقدمًا كبيرًا مع إدخال الأطراف الاصطناعية العصبية، والتي تضمنت زرع أقطاب كهربائية مباشرة في الدماغ. وقد سمح ذلك بتحكم أكثر دقة في الأجهزة، مما مكن الأفراد المصابين بالشلل من استعادة بعض الاستقلالية. أدى تطوير صفائف الأقطاب الكهربائية الدقيقة (microelectrode) إلى تحسين هذه التقنية، مما سمح باكتشاف نشاط الخلايا العصبية الفردية.

كان أحد المعالم البارزة هو إنشاء أول مؤشر يتحكم فيه الدماغ، والذي سمح للشخص المشلول بتحريك مؤشر الكمبيوتر باستخدام أفكاره. أثار هذا الإنجاز موجة من الاهتمام بواجهات التواصل بين البشر، مما أدى إلى زيادة التمويل والتعاون بين الباحثين.

التلفيف فوق الهامشي

يعد المشهد العصبي المعقد للدماغ موطنًا لمناطق مختلفة تعمل بانسجام لتسهيل قدرتنا على التفكير والتواصل. إحدى هذه المناطق، هي التلفيف فوق الهامشي (SMG)، التي تم تحديدها كعنصر حاسم في عملية الكلام الداخلي.

تقع هذه المنطقة في الفصيص الجداري السفلي (posterior parietal cortex) للدماغ، وهي منطقة لم يتم استكشافها من قبل في مجال واجهات الدماغ والحاسوب (BCIs) الخاصة بفك تشفير الكلام. في الدراسة الأخيرة، اختار الباحثون زرع مصفوفات الأقطاب الكهربائية الدقيقة في التلفيف فوق الهامشي بسبب مشاركتها في الكلام الداخلي.

يعتقد الباحثون أن هذه المنطقة قد تكون مسؤولة عن معالجة الجوانب الدلالية أو القائمة على معنى اللغة. قد يكون هذا هو السبب وراء اكتشاف الدراسة أن 82-85% من الخلايا العصبية النشطة أثناء الكلام الداخلي كانت نشطة أيضًا عندما نطق المشاركون الكلمات.

طريقة عمل التقنية الجديدة

يتم زرع أقطاب كهربائية صغيرة في الدماغ، وتحديدًا في التلفيف فوق الهامشي، وهي منطقة تنشط عندما نفكر في التحدث. عندما نفكر في كلمة ما، يتم تنشيط خلايا عصبية محددة في دماغنا. ترسل هذه الخلايا العصبية إشارات كهربائية يمكن اكتشافها بواسطة الأقطاب الكهربائية. ثم يقوم الكمبيوتر بتحليل هذه الإشارات لتحديد الكلمة. إن الأمر يشبه إلى حد ما محاولة فك الشفرة حيث يحاول الكمبيوتر اكتشاف نمط الإشارات الكهربائية الذي يتوافق مع الكلمة الصحيحة.

وفي الدراسة، تمكنت هذه الأقطاب من تحديد ست كلمات وكلمتين مختلقتين وهما (nifzig and bindip) بدقة بلغت 79% لأحد المشاركين و23% للآخر. وعلى الرغم من اختلاف الدقة بين المشاركين، إلا أن النتائج تظهر أن هذه التكنولوجيا لديها إمكانات هائلة.

مستقبل التواصل الصامت

بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من إعاقات جسدية شديدة، مثل أولئك الذين يعانون من متلازمة المنحبس، يمكن أن تكون هذه التكنولوجيا بمثابة شريان الحياة. تخيل أنك قادر على التعبير عن أفكارك ومشاعرك دون الحاجة إلى الحركة أو التحدث. إنه تغيير لقواعد اللعبة بالنسبة لأولئك المحاصرين في أجسادهم.

ولكن ليس فقط الأشخاص ذوي الإعاقات الشديدة هم الذين يمكنهم الاستفادة من هذه التكنولوجيا. تخيل أنك قادر على التواصل مع الآخرين بصمت، دون إزعاج من حولك. ويمكن أن تكون أداة قوية للأشخاص الذين يحتاجون إلى التواصل في البيئات الصاخبة، مثل عمال البناء أو الجنود.

علاوة على ذلك، يمكن أن يكون لهذه التكنولوجيا أيضًا آثار كبيرة على الطريقة التي نتعلم بها المعلومات ونستوعبها. تخيل أنك قادر على تعلم مهارات جديدة أو استيعاب معلومات جديدة بصمت، دون الحاجة إلى تعليمات منطوقة. يمكن أن يحدث ثورة في الطريقة التي نتعلم بها ونستوعب المعلومات.

إن الآثار المترتبة على هذه التكنولوجيا واسعة ومعقدة، ومن الواضح أن هناك العديد من الأسئلة التي لا تزال بحاجة إلى إجابة. ولكن هناك شيء واحد مؤكد، مستقبل التواصل الصامت هو مجال مثير وسريع التطور، مع القدرة على تغيير الطريقة التي نتواصل بها إلى الأبد.

المصادر:

Brain-reading device is best yet at decoding ‘internal speech’ / nature