BCI: استخدام التفاعل بين الإنسان والآلة في إعادة التأهيل

معرفتي

تمكّن واجهة الدماغ والحاسوب (BCI = واجهة بين الدماغ والحاسوب) الأشخاص من التحكم في جهاز كمبيوتر باستخدام الإشارات العصبية. تعتمد الطريقة على ملاحظة أن فكرة السلوك بحد ذاتها تؤدي إلى تغييرات قابلة للقياس في نشاط الدماغ الكهربائي.

يتكون BCI من ثلاثة عناصر. يحتاج BCI أولاً إلى جهاز يسجل نشاط الدماغ البشري. يتم ذلك عادة بطريقة غير جراحية عن طريق قياس النشاط العصبي باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG) ، والذي ينتقل إلى الكمبيوتر. تتم قراءة الإشارات وتقييمها وتحويلها إلى إشارات تحكم باستخدام أنظمة التعلم الآلي. يمكن بالتالي التحكم في جهاز طرفي ، على سبيل المثال برنامج صوتي أو كرسي متحرك ، عن طريق النشاط العصبي.

من المعروف أن التمارين القوية لها تأثير على مرونة الدماغ. "لقد سألنا أنفسنا ما إذا كانت هذه التأثيرات على مرونة الدماغ تحدث أيضًا عندما يتم تنفيذ المهمة في سياق تجربة BCI عقليًا بحتًا ، أي الفكر فقط ، ولكن ليس جسديًا" ، قال د. كارمن فيدوري ، عالمة في جامعة ولاية نافارا شاركت في الدراسة الحالية [1 ، 2]. قد يوفر هذا خيارات جديدة ، على سبيل المثال في مرحلة إعادة التأهيل بعد السكتة الدماغية.

تحديد الأهداف

فريق بحث بقيادة د. Till Nierhaus (معهد ماكس بلانك للعلوم الإدراكية والدماغية لايبزغ وتو برلين) في دراسة نُشرت مؤخرًا في مجلة علم وظائف الأعضاء [1].

المنهجية

فحصت الدراسة آثار نوعين مختلفين من BCIs على أدمغة المشاركين في الدراسة. لم يكن لدى المشاركين خبرة سابقة في التكنولوجيا.

تم تقسيم المشاركين في الدراسة إلى مجموعتين. تم تكليف المجموعة الأولى بمهمة استخدام الجهاز الحركي في الدماغ وتخيل أنهم كانوا يحركون ذراعهم أو قدمهم. كان من المفترض أن تقوم المجموعة الثانية بتدريب نظامها البصري وكان عليها التعرف على الحروف واختيارها على الشاشة.

قبل وبعد المهام المعنية ، تم فحص أدمغة الأشخاص باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي والوظيفي من أجل اكتشاف التغييرات المحتملة.

نتائج

كانت هناك تغييرات قابلة للقياس في مناطق الدماغ والتي كانت محددة للمهمة المعنية (معالجة الجهاز الحركي أو البصري). حدثت التغييرات في وقت قصير ، أي بعد ساعة مع BCI.

يقول نيرهاوس: "السؤال الذي يبقى بحاجة إلى إجابة هو ما إذا كانت هذه التغييرات ستحدث أيضًا إذا لم يتلق الأشخاص الخاضعون للاختبار أي ردود فعل عبر نظام BCI حتى يمكن قراءة إشارات دماغهم بنجاح".

استنتاج

كانت الدراسة قادرة على إثبات التأثيرات السريعة على معايير التصوير بالرنين المغناطيسي لدى المتطوعين الشباب الأصحاء بعد أداء مهام BCI. تعكس التغييرات المرونة الهيكلية والوظيفية للدماغ.

"الخصوصية المكانية لتأثيرات BCI على وجه الخصوص يمكن أن تفتح إمكانية ، على سبيل المثال لمرضى السكتة الدماغية ، لاستهداف مناطق الدماغ التي تضررت" ، كما يقول البروفيسور د. أرنو فيلينجر ، مدير قسم طب الأعصاب في معهد MPI لعلوم الإدراك البشري والدماغ.

هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات للتحقيق في كيفية تطور التأثيرات المبكرة لتدريب BCI على المدى الطويل وكيف يمكن استخدام اللدونة التي يسببها BCI علاجًا ، وفقًا للباحثين.

!-- GDPR -->