تم نشره على: 16 فبراير 2025 / تحديث من: 16. فبراير 2025 - المؤلف: Konrad Wolfenstein
القراءة الأفكار و AI: فك تشفير نص الدماغ غير الغادر وأجهزة الاستشعار إلى بنيات التعلم العميق لـ META AI-IM: XPERT.DIGITAL
مستقبل التفاعل بين الإنسان والآلة هو الآن إشارات في العقل كمفتاح للاتصال
تقنيات فك تشفير نص الدماغ: مقارنة بين النهج غير الغازية والغازية
تمثل القدرة على تحويل الأفكار إلى نص تقدمًا ثوريًا في تفاعل الإنسان والحاسوب ويؤوي القدرة على تحسين نوعية حياة الأشخاص الذين يعانون من إعاقات في التواصل. تهدف كل من تقنية Brain2Qwerty غير الغازية لـ META AI والكهربائي الكهربائي الغازي (ECOG) إلى تحقيق هذا الهدف من خلال فك نوايا اللغة مباشرة من إشارات الدماغ. على الرغم من أن كلا التقنيين يتابعان نفس الهدف الشامل ، إلا أنهما يختلفان بشكل أساسي في نهجهما ونقاط القوة والضعف. تضيء هذه المقارنة الشاملة المزايا الحاسمة للطريقة غير الغازية دون تقليل الدور وفوائد الإجراءات الغازية.
ملف تعريف الأمن والمخاطر السريرية: اختلاف حاسم
يكمن الاختلاف الأكثر خطورة بين واجهات كمبيوتر الدماغ غير الغازية والغازية (BCIS) في ملفك الأمان والمخاطر السريرية المرتبطة بها. هذا الجانب له أهمية مركزية لأنه يؤثر بشكل كبير على إمكانية الوصول والتطبيق والقبول الطويل لهذه التقنيات.
تجنب المضاعفات العصبية الجراحية: ميزة لا يمكن إنكارها من عدم الالتزام
يتطلب التصوير الكهربائي (ECOG) إجراء جراحي عصبي يتم فيه زرع صفائف الإلكترود مباشرة على سطح الدماغ ، أسفل الأم الجافية (جلد الدماغ الخارجي). هذا التدخل ، على الرغم من أنه تم تنفيذه بشكل روتيني في مراكز متخصصة ، يحمل مخاطر متأصلة. تشير الإحصاءات إلى أنه مع مثل هذه التدخلات ، هناك خطر يتراوح بين 2 و 5 في المائة من المضاعفات الخطيرة. يمكن أن تشمل هذه المضاعفات مجموعة واسعة ، بما في ذلك:
نزيف داخل الجمجمة
يمكن أن يحدث نزيف داخل الجمجمة ، مثل الأورام الدموية تحت الجافية (تراكم الدم بين الأم والثهابية) أو النزيف داخل المخ (النزيف مباشرة في أنسجة المخ) ، بسبب العملية نفسها أو بسبب وجود الأقطاب الكهربائية. يمكن أن يؤدي هذا النزيف إلى زيادة ضغط الدماغ ، والعجز العصبي وفي الحالات الشديدة حتى الموت.
الالتهابات
كل تدخل جراحي يشكل خطر الإصابة. في زرع ECOG ، يمكن أن تحدث التهابات الجرح أو التهاب السحايا أو أنسجة المخ (التهاب الدماغ). غالبًا ما تتطلب مثل هذه الالتهابات علاجًا عدوانيًا للمضادات الحيوية ، وفي حالات نادرة ، يمكن أن تؤدي إلى تلف عصبي دائم.
الفشل العصبي
على الرغم من أن الهدف من زرع ECOG هو تحسين الوظائف العصبية ، إلا أن هناك خطرًا أن يؤدي التدخل نفسه أو وضع الأقطاب إلى عجز عصبي جديد. هذه يمكن أن تظهر نفسها في شكل ضعف ، وفقدان الحساسية ، أو اضطرابات اللغة ، أو النوبات أو الإعاقات المعرفية. في بعض الحالات ، يمكن أن تكون هذه الإخفاقات مؤقتة ، ولكن في حالات أخرى يمكن أن تظل بشكل دائم.
المضاعفات المرتبطة بالتخريب
عادة ما يتطلب زرع ECOG التخدير العام ، والذي يرتبط أيضًا بمخاطره الخاصة ، بما في ذلك التفاعلات التحسسية ، ومشاكل الجهاز التنفسي ومضاعفات القلب والأوعية الدموية.
في المقابل ، فإن النهج القائم على MEG/EEG لـ META AI يلغي تمامًا هذه المخاطر. مع هذه الطريقة غير الغازية ، يتم إرفاق أجهزة الاستشعار خارجيًا على فروة الرأس ، على غرار فحص EEG التقليدي. لا يلزم تدخل جراحي ، ويتم القضاء على جميع المضاعفات المذكورة أعلاه. لم يكن للدراسات السريرية مع نظام Brain2Qwerty ، والتي تم تنفيذها مع 35 موضوعًا ، أي آثار جانبية تحتاج إلى العلاج. هذا يؤكد على الملف الأمني المتفوق للطرق غير الغازية.
استقرار طويل المدى وفشل الأجهزة: ميزة للتطبيقات المزمنة
هناك جانب مهم آخر فيما يتعلق بالتطبيق السريري وهو الاستقرار الطويل للأنظمة وخطر فشل الأجهزة. في حالة أقطاب ECOG ، هناك خطر من أن تفقد وظائفه بمرور الوقت من خلال الحبس الأنسجة أو التدهور الكهربائي. تشير الدراسات إلى أن أقطاب ECOG يمكن أن يكون لها عمر من حوالي 2 إلى 5 سنوات. بعد هذا الوقت ، قد يكون تبادل الأقطاب الكهربائية ضروريًا ، والذي يستلزم تدخلًا جراحيًا آخر والمخاطر المرتبطة به. بالإضافة إلى ذلك ، هناك دائمًا إمكانية فشل الأجهزة المفاجئ الذي يمكن أن ينهي وظائف النظام فجأة.
توفر الأنظمة غير الغازية ، كما طورتها Meta AI ، ميزة واضحة في هذا الصدد. نظرًا لأن المستشعرات متصلة خارجيًا ، فهي لا تخضع لنفس عمليات التعدين البيولوجي مثل الأقطاب الكهربائية المزروعة. من حيث المبدأ ، توفر الأنظمة غير الغازية دورات صيانة غير محدودة. يمكن تبادل المكونات أو ترقيتها إذا لزم الأمر دون وجود إجراء غازي ضروري. يعد هذا الاستقرار طويل الأجل أمرًا ضروريًا بشكل خاص للتطبيقات المزمنة ، وخاصة في المرضى الذين يعانون من متلازمة القفل أو غيرها من حالات الشلل المزمن تعتمد على حل اتصال دائم. إن الحاجة إلى التدخلات الجراحية المتكررة وخطر فشل الأجهزة من شأنه أن يضعف بشكل كبير جودة حياة هؤلاء المرضى ويقيد قبول الأنظمة الغازية للتطبيقات طويلة المدى.
جودة الإشارة وأداء فك التشفير: مقارنة متباينة
في حين أن الأمان هو ميزة لا يمكن إنكارها للطرق غير الغازية ، إلا أن جودة الإشارة وأداء فك التشفير الناتج هي مجال أكثر تعقيدًا يكون لكل من المقاربات الغازية وغير الغازية نقاط القوة والضعف.
قرار الوقت المكاني بالمقارنة: الدقة مقابل عدم الغاز
توفر أنظمة ECOG التي يتم فيها وضع الأقطاب الكهربائية مباشرة على القشرة الدماغية دقة مكانية وزمانية متميزة. عادةً ما تكون الدقة المكانية لـ ECOG في حدود 1 إلى 2 ملليمتر ، مما يعني أنه يمكنهم التقاط النشاط العصبي من مناطق صغيرة ومحددة من الدماغ. الدقة الزمنية ممتازة أيضًا وحوالي 1 مللي ثانية ، مما يعني أن أنظمة ECOG يمكنها أن تسجل بدقة الأحداث العصبية السريعة للغاية. تتيح هذه الدقة المرتفعة أنظمة ECOG من تحقيق معدلات خطأ الأحرف المعتمدة سريريًا (CER) التي تقل عن 5 ٪. هذا يعني أنه من بين 100 حرف تم إنشاؤه مع BCI القائم على ECOG أقل من 5 أخطاء. هذه الدقة العالية لها أهمية حاسمة للتواصل الفعال والسائل.
يحقق Brain2Qwerty ، النظام غير الغازي لـ Meta AI ، حاليًا أخطاء الرسم من 19 إلى 32 ٪ مع تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG). على الرغم من أن هذه معدلات خطأ أعلى مقارنةً بـ ECOG ، من المهم التأكيد على أن هذه القيم تتحقق باستخدام طريقة غير جراحية لا تحتوي على مخاطر جراحية. القرار المكاني لـ MEG في حدود 2 إلى 3 ملليمترات ، وهو أقل إلى حد ما مع ECOG ، ولكن لا يزال كافيا لالتقاط الإشارات العصبية ذات الصلة. الدقة الزمنية لـ MEG هي أيضًا جيدة جدًا وهي في نطاق المللي ثانية.
ومع ذلك ، أحرزت Meta AI تقدمًا كبيرًا لتحسين جودة الإشارة وفك تشفير الأداء للأنظمة غير الغازية. يعتمد هذا التقدم على ثلاثة ابتكارات أساسية:
الهندسة المعمارية الهجينة محول CNN
تجمع هذه البنية المتقدمة بين نقاط قوة الشبكات العصبية التلافيفية (CNNs) وشبكات المحولات. تعد CNNs فعالة بشكل خاص في استخراج الميزات المكانية من الأنماط المعقدة للنشاط العصبي ، والتي يتم تسجيلها بواسطة MEG و EEG. يمكنك التعرف على الأنماط المحلية والعلاقات المكانية في البيانات ذات الصلة بفك تشفير نوايا اللغة. شبكات المحولات ، من ناحية أخرى ، ممتازة في التعلم واستخدام السياق اللغوي. يمكنك تصميم العلاقات بين الكلمات والجمل عبر مسافات طويلة وبالتالي تحسين التنبؤ بنوايا اللغة بناءً على السياق. إن مزيج من هذين البنية في نموذج هجين يجعل من الممكن استخدام كل من الميزات المكانية والسياق اللغوي بشكل فعال من أجل زيادة دقة فك التشفير.
تكامل WAV2VEC
يمثل تكامل WAV2VEC ، وهو نموذج تعليمي يتم استمراره لتمثيل اللغة ، تقدمًا مهمًا آخر. من خلال دمج WAV2VEC في نظام Brain2Qwerty ، يمكن مقارنة إشارات الخلايا العصبية مع هذه التمثيلات اللغوية المسبقة. يمكّن هذا النظام من تعلم العلاقة بين النشاط العصبي والأنماط اللغوية بشكل أكثر فعالية وتحسين دقة فك التشفير. يعد التعلم الذاتي ذاتيًا ذاتيًا بشكل خاص لأنه يقلل من الحاجة إلى كميات كبيرة من بيانات التدريب المسمى ، والتي يصعب الحصول عليها غالبًا في علم الأعصاب.
اندماج متعدد المستشعر
يستخدم Brain2Qwerty تأثيرات التآزر من خلال اندماج MEG ومخطط كهربية الدماغ العالي (HD-EEG). MEG و EEG هي تقنيات القياس الفيزيولوجية العصبية التكميلية. يقيس MEG الحقول المغناطيسية التي يتم إنشاؤها بواسطة النشاط العصبي ، بينما تقيس EEG الإمكانات الكهربائية على فروة الرأس. MEG لديها دقة مكانية أفضل وأقل عرضة للقطع الأثرية من خلال الجمجمة ، في حين أن EEG أرخص ومحمول. من خلال تسجيل بيانات MEG و HD-EEG ودمجها ، يمكن لنظام Brain2Qwerty استخدام مزايا كلتا الطرائق ويزيد من تحسين جودة الإشارة وفك التشفير. تتيح أنظمة HD-EEG التي تصل إلى 256 قناة تسجيلًا أكثر تفصيلاً للنشاط الكهربائي على فروة الرأس وتكمل الدقة المكانية لـ MEG.
عمق فك التشفير المعرفي: ما وراء المهارات الحركية
تكمن الميزة الرئيسية للأنظمة غير الغازية مثل Brain2Qwerty في قدرتها على تجاوز القياس الخالص لنشاط القشرة الحركية وأيضًا لتسجيل عمليات اللغة العليا. يقيس ECOG ، وخاصة الموضوعة في المناطق الحركية ، النشاط في المقام الأول النشاط المرتبط بالنسخة الحركية من اللغة ، مثل حركات عضلات الكلام. Brain2Qwerty ، من ناحية أخرى ، من خلال استخدام MEG و EEG ، يمكن أيضًا تسجيل النشاط من مناطق الدماغ الأخرى التي تشارك في عمليات لغة أكثر تعقيدًا ، مثل:
تصحيح كتابة الطائرات الشراعية عن طريق التنبؤ الدلالي
Brain2Qwerty قادر على تصحيح أخطاء الكتابة باستخدام التنبؤات الدلالية. يحلل النظام سياق الكلمات والجمل التي تم إدخالها ويمكنها التعرف على الأخطاء وتصحيحها بشكل صحيح. هذا يحسن بشكل كبير السائل ودقة الاتصال. تشير هذه القدرة على التنبؤ بالدلالة إلى أن النظام لا يفكك فقط نوايا المحرك ، ولكن أيضًا طور فهمًا معينًا للمحتوى الدلالي للغة.
إعادة بناء جمل كاملة خارج مجموعة التدريب
تتمثل ميزة رائعة في Brain2Qwerty في قدرتها على إعادة بناء جمل كاملة ، حتى لو لم يتم تضمين هذه الجمل في مجموعة بيانات التدريب الأصلية. هذا يشير إلى قدرة التعميم للنظام الذي يتجاوز مجرد حفظ الأنماط. يبدو أن النظام قادر على تعلم الهياكل والقواعد اللغوية الأساسية وتطبيقها على جمل جديدة وغير معروفة. هذه خطوة مهمة نحو واجهات نص الدماغ الطبيعية وأكثر مرونة.
اكتشاف نوايا اللغة المجردة
في الدراسات الأولى ، أظهر Brain2Qwerty دقة 40 ٪ في اكتشاف نوايا اللغة المجردة في الموضوعات غير المتخصصة. تتعلق نوايا اللغة المجردة بالنية التواصلية الشاملة ، التي تقف وراء بيان ، مثل "أريد أن أطرح سؤالاً" ، "أريد أن أعرب عن رأيي" أو "أود أن أروي قصة". تشير القدرة على التعرف على مثل هذه النوايا المجردة إلى أن BCIs غير الغازية يمكن أن تكون قادرة على فك تشفير الكلمات أو الجمل الفردية في المستقبل فحسب ، ولكن أيضًا لفهم النية التواصلية الشاملة للمستخدم. هذا يمكن أن يضع الأساس لمزيد من التفاعلات الطبيعية والموجهة نحو الحوار.
من المهم أن نلاحظ أن أداء فك التشفير للأنظمة غير الغازية لم يصل بعد إلى مستوى أنظمة ECOG الغازية. يبقى ECOG متفوقة من حيث دقة وسرعة فك التشفير. ومع ذلك ، فإن التقدم في معالجة الإشارات غير الغازية والتعلم العميق يغلق هذه الفجوة باستمرار.
قابلية التوسع ونطاق التطبيق: إمكانية الوصول وكفاءة التكلفة
بالإضافة إلى الأمن وفك تشفير الأداء ، تلعب قابلية التوسع وعرض التطبيق دورًا حاسمًا في القبول الواسع والفوائد الاجتماعية لتقنيات فك تشفير النص. في هذا المجال ، تظهر الأنظمة غير الغازية مزايا كبيرة على الأساليب الغازية.
كفاءة التكلفة وإمكانية الوصول: تقليل الحواجز
العامل الأساسي الذي يؤثر على قابلية التوسع وسهولة الوصول إليه هو التكاليف. نظرًا للحاجة إلى التدخل الجراحي والأجهزة الطبية المتخصصة والموظفين المؤهلين تأهيلا عاليا ، ترتبط أنظمة ECOG بتكاليف كبيرة. يمكن أن تصل التكاليف الإجمالية لنظام ECOG ، بما في ذلك الزرع والمراقبة طويلة الأجل ، إلى حوالي 250،000 يورو أو أكثر. هذه التكاليف المرتفعة تجعل أنظمة ECOG غير معقولة لكتلة العرض والحد من تطبيقها على المراكز الطبية المتخصصة.
في المقابل ، يستهدف Meta AI مع حلها القائم على MEG Brain2Qwerty تكاليف أقل بكثير. باستخدام أجهزة الاستشعار غير الغازية وإمكانية إنتاج سلسلة أجهزة MEG ، فإن الهدف من ذلك هو تقليل التكاليف لكل جهاز إلى أقل من 50000 يورو. هذا الفرق الكبير في التكلفة من شأنه أن يجعل BCIs غير الغازية في متناول عدد أكبر بكثير من الأشخاص. بالإضافة إلى ذلك ، ليست هناك حاجة لمراكز جراحة الأعصاب المتخصصة في حالة الأنظمة غير الغازية. يمكن تنفيذ التطبيق في مجموعة واسعة من المرافق الطبية وحتى في البيئة المنزلية. هذا عامل حاسم لرعاية المناطق الريفية وضمان الوصول المتساوي إلى هذه التكنولوجيا للأشخاص في جميع أنحاء العالم. إن التكاليف المنخفضة وزيادة إمكانية الوصول إلى الأنظمة غير الغازية لديها القدرة على جعل تكنولوجيا فك تشفير النص من المعالجة المتخصصة والمكلفة حلاً أوسع وأكثر بأسعار معقولة.
التعميم التكيفي: التخصيص مقابل التقييس
جانب آخر من قابلية التوسع هو مسألة القدرة على التكيف وتعميم الأنظمة. عادة ما تتطلب نماذج ECOG معايرة فردية لكل مريض. وذلك لأن الإشارات العصبية التي سجلتها أقطاب ECOG تعتمد بشكل كبير على تشريح الدماغ الفردي ، ووضع الأقطاب الكهربائية والعوامل الأخرى الخاصة بالمريض. يمكن أن تكون المعايرة الفردية هي الوقت المستهلك وتستغرق ما يصل إلى 40 ساعة من التدريب لكل مريض. يمثل جهد المعايرة هذا عقبة كبيرة للاستخدام الواسع لأنظمة ECOG.
يتبع Brain2Qwerty نهجًا مختلفًا ويستخدم التعلم النقل لتقليل الحاجة إلى معايرة فردية معقدة. يتم تدريب النظام على سجل بيانات كبير بواسطة بيانات MEG/EEG ، والتي تم جمعها من قبل 169 شخصًا. يحتوي هذا النموذج المسبق مسبقًا بالفعل على معرفة واسعة بالعلاقة بين الإشارات العصبية ونوايا اللغة. بالنسبة للمواضيع الجديدة ، لا يلزم سوى مرحلة ضبط قصيرة من 2 إلى 5 ساعات لتكييف النموذج مع الخصائص الفردية للمستخدم المعني. تتيح مرحلة التعديل القصيرة هذه 75 ٪ من تحقيق أقصى أداء فك تشفير مع الحد الأدنى من الجهد. يتيح استخدام التعلم النقل التكليف بشكل أسرع وأكثر كفاءة للأنظمة غير الغازية ، وبالتالي يساهم في قابلية التوسع وعرض التطبيق. تعد القدرة على نقل نموذج تدريب مسبقًا للمستخدمين الجدد ميزة رئيسية لـ BCIs غير الغازية فيما يتعلق بتطبيقها الواسع.
الجوانب الأخلاقية والتنظيمية: قنوات حماية البيانات والموافقة عليها
يثير تطور وتطبيق تقنيات فك تشفير النص على أسئلة أخلاقية وتنظيمية مهمة يجب أخذها بعناية في الاعتبار. هناك أيضًا اختلافات بين الأساليب الغازية وغير الغازية في هذا المجال.
حماية البيانات عن طريق محدودية العائد الإشارة: حماية الخصوصية
الجانب الأخلاقي الذي تتم مناقشته في كثير من الأحيان فيما يتعلق بـ BCIs هو حماية البيانات وإمكانية التلاعب بالتفكير. من المحتمل أن تشكل أنظمة ECOG الغازية التي تمكن الوصول المباشر إلى نشاط الدماغ من خطر الإصابة ببيانات الدماغ. من حيث المبدأ ، لا يمكن استخدام أنظمة ECOG فقط لفك تشفير نوايا اللغة ، ولكن أيضًا لتسجيل العمليات المعرفية الأخرى وحتى التلاعب بالأفكار عن طريق تحفيز الحلقة المغلقة. على الرغم من أن التكنولوجيا الحالية لا تزال بعيدة عن مثل هذه السيناريوهات ، إلا أنه من المهم مراقبة هذه المخاطر المحتملة وتطوير تدابير وقائية مناسبة.
تقتصر Brain2Qwerty وغيرها من الأنظمة غير الغازية على إشارات نية المحركات السلبية. تم تصميم الهندسة المعمارية لتصفية أنماط النشاط غير اللغوية تلقائيًا. الإشارات التي يتم صيدها من قبل فروة الرأس وصاخبة من قبل MEG و EEG تجعلها تتطلب من الناحية الفنية ، استخراج المعلومات المعرفية التفصيلية أو حتى معالجة الأفكار. يمكن النظر إلى "عائد الإشارة المحدودة" للطرق غير الغازية بطريقة حماية للخصوصية. ومع ذلك ، من المهم التأكيد على أن BCIs غير الغازية تثير أيضًا أسئلة أخلاقية ، خاصة فيما يتعلق بحماية البيانات والموافقة بعد التوضيح وإساءة استخدام التكنولوجيا المحتملة. من الضروري تطوير إرشادات أخلاقية وظروف إطار تنظيمية تضمن الاستخدام المسؤول لجميع أنواع BCIs.
مسار الموافقة للأجهزة الطبية: أسرع للاستخدام
الطريقة التنظيمية للموافقة على الأجهزة الطبية هي عامل مهم آخر يؤثر على السرعة التي يمكن بها إدخال التقنيات الجديدة في الممارسة السريرية. عادة ما يتم تصنيف أنظمة ECOG الغازية على أنها أجهزة طبية عالية الخطورة لأنها تتطلب تدخلًا جراحيًا ويمكن أن تسبب مضاعفات خطيرة محتملة. لذلك ، فإن دراسات المرحلة الثالثة المتقنة مع بيانات أمنية طويلة الأجل واسعة النطاق مطلوبة للموافقة على أنظمة ECOG. يمكن أن تستمر عملية الموافقة هذه عدة سنوات وتتطلب موارد كبيرة.
من ناحية أخرى ، من المحتمل أن تكون الأنظمة غير الغازية لها مسار دخول أسرع. في الولايات المتحدة ، يمكن الموافقة على الأنظمة غير الغازية التي تعتمد على أجهزة EEG/MEG الحالية من خلال عملية 510 (K) لإدارة الأغذية والدواء (FDA). عملية 510 (K) هي مسار قبول مبسط للأجهزة الطبية "المكافئة إلى حد كبير" للمنتجات المعتمدة بالفعل. يمكن أن يمكّن مسار القبول الأسرع من تقنيات فك تشفير النص غير الغازية للحصول على تطبيق سريري بشكل أسرع ولصالح المرضى في وقت سابق. ومع ذلك ، من المهم التأكيد على أنه حتى بالنسبة للأنظمة غير الغازية ، فإن هناك حاجة إلى دليل صارم على الأمن والفعالية للحصول على الموافقة. يعد الإطار التنظيمي لـ BCIS مجالًا ناميًا ، ومن المهم أن تعمل السلطات التنظيمية والعلماء والصناعة معًا لتطوير قنوات موافقة واضحة ومناسبة وتعزيز الابتكار وفي الوقت نفسه ضمان سلامة المرضى.
حدود النهج غير الغازي: تبقى التحديات الفنية
على الرغم من المزايا العديدة لأنظمة فك تشفير النص غير الغازي ، من المهم أيضًا التعرف على العقبات والحدود الفنية الحالية. يجب مواجهة هذه التحديات من أجل استغلال الإمكانات الكاملة لـ BCIs غير الغازية.
زمن الوصول الحقيقي
Brain2Qwerty وغيرها من الأنظمة غير الغازية لها حاليًا زمن انتقال أعلى في فك التشفير من أنظمة ECOG الغازية. Brain2Qwerty يفكّر نوايا اللغة فقط بعد نهاية الجملة ، مما يؤدي إلى تأخير حوالي 5 ثوانٍ. بالمقارنة ، تحقق أنظمة ECOG من زمن انتقال أقل بكثير من حوالي 200 ميلي ثانية ، مما يتيح التواصل في الوقت الفعلي تقريبًا. يرجع الكمون الأعلى للأنظمة غير الغازية إلى معالجة الإشارات الأكثر تعقيدًا والحاجة إلى تحليل الإشارات الأضعف والأكثر تجميدًا. يعد تقليل الكمون هدفًا مهمًا لمزيد من التطور في BCIs غير الغازية لتمكين المزيد من التواصل الطبيعي والمزيد من السوائل.
القطع الأثرية الحركة
أنظمة MEG حساسة للغاية لمصنوعات الحركة. حتى حركات الرأس البسيطة يمكن أن تعطل القياسات بشكل كبير وتؤثر على جودة الإشارة. لذلك ، عادة ما يتطلب الحصول على البيانات المستندة إلى MEG موضع رأس ثابت ، والذي يحد من تطبيقات الهاتف المحمول. على الرغم من أن EEG أقل عرضة للآثار الحركية ، إلا أن حركات العضلات وغيرها من القطع الأثرية يمكن أن تؤثر أيضًا على جودة الإشارة. يعد تطوير خوارزميات قوية لقمع القطع الأثرية وتطوير أنظمة MEG و EEG المحمولة والمتحملة من مجالات بحث مهمة لتوسيع عرض تطبيق BCIs غير الغازية.
توافق المريض
يمكن أن تصل الأنظمة غير الغازية القائمة على فك تشفير إشارات Intermarting (AS) إلى حدودها في المرضى الذين يعانون من الدراجات النارية الضمورة بقوة ، مثل تلك الموجودة في المرحلة المتأخرة من التصلب الجانبي الضموري. في مثل هذه الحالات ، يمكن أن تفشل فك التشفير القائم على النية المحركية لأن الإشارات العصبية المرتبطة بحركات الطرف ضعيفة جدًا أو لم تعد موجودة. بالنسبة لمجموعات المرضى هذه ، قد تكون هناك حاجة إلى طرق بديلة غير جراحية ، والتي تعتمد ، على سبيل المثال ، على فك تشفير عمليات اللغة المعرفية أو على طرائق أخرى مثل التحكم في العين. بالإضافة إلى ذلك ، من المهم مراعاة الفروق الفردية في نشاط الدماغ وتغير جودة الإشارة بين مختلف الأشخاص من أجل جعل BCIs غير الغازية في متناول السكان الأوسع.
الأدوار التكميلية في علم الخلايا العصبية: التعايش والتقارب
على الرغم من التحديات التقنية الحالية والدقة المتفوقة لأنظمة ECOG الغازية ، فإن النهج غير الغازي لـ META AI وغيره من الباحثين يضعف التدخل المبكر في مجال الخلايا العصبية. تقدم BCIs غير الغازية ميزة أنه يمكن استخدامها في خطر منخفض ويمكن استخدامها في بداية المرض ، مثل. يمكن أن يقدموا للمرضى بداية صعوبات في التواصل في مرحلة مبكرة وبالتالي تحسين نوعية حياتهم ومشاركتهم في الحياة الاجتماعية في مرحلة مبكرة.
في الوقت الحالي ، تظل أنظمة ECOG لا يمكن تعويضها للتطبيقات عالية الدقة في المرضى المشلولين بالكامل ، وخاصة في متلازمة القفل ، والتي تكون فيها أقصى دقة فك التشفير والتواصل في الوقت الفعلي ذات أهمية حاسمة. بالنسبة لمجموعة المريض هذه ، تبرر المزايا المحتملة لـ BCIS الغازية المخاطر والتكاليف الأعلى.
يمكن أن يكون مستقبل واجهات كمبيوتر الدماغ في التقارب بين التقنيتين. الأنظمة الهجينة التي تجمع بين مزايا الأساليب غير الغازية والغزاء يمكن أن تشرف على حقبة جديدة من علم الأعصاب. مثل هذا النهج المختلط ، على سبيل المثال ، يمكن أن يستخدم الأقطاب الكهربائية فوق الجافية التي تكون أقل غزوًا من أقطاب ECOG ، ولكنها لا تزال توفر جودة إشارة أعلى من المستشعرات غير الغازية. بالاقتران مع خوارزميات AI المتقدمة لمعالجة الإشارات وفك تشفيرها ، يمكن لهذه الأنظمة الهجينة سد الفجوة بين الغزو والدقة وتمكين مجموعة واسعة من التطبيقات. إن التطوير المتواصل لكل من تقنيات فك تشفير نص الدماغ غير الغازية والغازية والبحث عن الأساليب الهجينة يعد بمستقبل يتوفر فيه الأشخاص الذين يعانون من إعاقات في التواصل لحلول الاتصالات الفعالة والآمنة ويمكن الوصول إليها.
مناسب ل:
شريكك العالمي في التسويق وتطوير الأعمال
☑️ لغة العمل لدينا هي الإنجليزية أو الألمانية
☑️ جديد: المراسلات بلغتك الوطنية!
كونراد ولفنشتاين
سأكون سعيدًا بخدمتك وفريقي كمستشار شخصي.
يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) . عنوان بريدي الإلكتروني هو: ولفنشتاين ∂ xpert.digital
إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.