مثل الأصابع... لكل شخص «بصمة دماغ»

بصمة الدماغ تختلف من شخص لآخر (جامعة كارنيجي ميلون)
بصمة الدماغ تختلف من شخص لآخر (جامعة كارنيجي ميلون)
TT

مثل الأصابع... لكل شخص «بصمة دماغ»

بصمة الدماغ تختلف من شخص لآخر (جامعة كارنيجي ميلون)
بصمة الدماغ تختلف من شخص لآخر (جامعة كارنيجي ميلون)

مثل الأصابع التي تختلف بصماتها بين الأفراد، توصل باحثون سويسريون إلى أن لكل شخص بصمة دماغية تبدأ في الظهور بعد نحو 100 ثانية، من بدء قياس نشاط دماغ شخص ما، سواء إذا كان في وضع راحة، أو يؤدي بعض المهام.
والروابط بين المناطق المختلفة بالدماغ، تعرف باسم «الشبكات العصبية»، ومن أجل اكتساب نظرة ثاقبة حول كيفية عملها، يستخدم العلماء فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي التي تقوم بعملية مسح لنشاط الدماغ خلال فترة زمنية معينة أثناء الراحة أو أداء بعض المهام، ثم يتم معالجة عمليات المسح لإنشاء رسوم بيانية، ممثلة في شكل مصفوفات ملونة، تلخص نشاط دماغ الشخص المعني.
وقبل بضع سنوات، وجد علماء الأعصاب في جامعة ييل الأميركية، الذين يدرسون هذه الشبكات العصبية، أن لكل واحد منا بصمة دماغية فريدة، فعن طريق مقارنة الرسوم البيانية الناتجة عن فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي لنفس الشخص، التي يفصلها عن بعضها البعض بضعة أيام، تمكنوا من مطابقة عمليات المسح بشكل دقيق بنسبة 95 في المائة وبعبارة أخرى تمكنوا من تحديد الشخص بدقة بناءً على بصمة الدماغ.
وخلال الدراسة الجديدة، التي نشرت أول من أمس في دورية «ساينس أدفانسيس»، أراد فريق بحثي يرأسه إنريكو أميكو، من قسم الأشعة والمعلوماتية الطبية بجامعة جنيف بسويسرا، أخذ هذا الاكتشاف خطوة أخرى إلى الأمام، عن طريق اكتشاف الوقت الذي تبدأ عنده بصمة الدماغ في الظهور.
وفي الدراسات السابقة، تم التعرف على بصمات أصابع الدماغ باستخدام فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي التي استمرت عدة دقائق، لكن أميكو وفريقه البحثي تساءلوا عما إذا كان يمكن التعرف على هذه البصمات بعد بضع ثوان فقط، أو إذا كانت هناك نقطة زمنية محددة عند ظهورها، وإذا كان الأمر كذلك فإلى متى ستستمر تلك اللحظة؟
ووجدت مجموعته البحثية أن سبع ثوان لم تكن طويلة بما يكفي لاكتشاف البيانات المفيدة، ولكن حوالي دقيقة واحدة و40 ثانية كانت كافية.
ويقول أميكو في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة جنيف بالتزامن مع نشر الدراسة: «لقد أدركنا أن المعلومات اللازمة لكشف بصمة الدماغ يمكن الحصول عليها خلال فترات زمنية قصيرة جداً، فليست هناك حاجة للتصوير بالرنين المغناطيسي الذي يقيس نشاط الدماغ لمدة خمس دقائق».
ويضيف: «أظهرت دراستنا أيضاً أن أسرع بصمات دماغية تبدأ في الظهور من المناطق الحسية في الدماغ، وخاصةً المناطق المتعلقة بحركة العين والإدراك البصري والانتباه البصري، ومع مرور الوقت، تبدأ أيضاً مناطق القشرة الأمامية، المرتبطة بالوظائف المعرفية الأكثر تعقيداً، في الكشف عن معلومات فريدة لكل واحد منا».


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
TT

الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)

طُوّر جهاز فك ترميز يعتمد على الذكاء الصناعي، قادر على ترجمة نشاط الدماغ إلى نص متدفق باستمرار، في اختراق يتيح قراءة أفكار المرء بطريقة غير جراحية، وذلك للمرة الأولى على الإطلاق، حسب صحيفة «الغارديان» البريطانية.
وبمقدور جهاز فك الترميز إعادة بناء الكلام بمستوى هائل من الدقة، أثناء استماع الأشخاص لقصة ما - أو حتى تخيلها في صمت - وذلك بالاعتماد فقط على مسح البيانات بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي فقط.
وجدير بالذكر أن أنظمة فك ترميز اللغة السابقة استلزمت عمليات زراعة جراحية. ويثير هذا التطور الأخير إمكانية ابتكار سبل جديدة لاستعادة القدرة على الكلام لدى المرضى الذين يجابهون صعوبة بالغة في التواصل، جراء تعرضهم لسكتة دماغية أو مرض العصبون الحركي.
في هذا الصدد، قال الدكتور ألكسندر هوث، عالم الأعصاب الذي تولى قيادة العمل داخل جامعة تكساس في أوستن: «شعرنا بالصدمة نوعاً ما؛ لأنه أبلى بلاءً حسناً. عكفت على العمل على هذا الأمر طيلة 15 عاماً... لذلك كان الأمر صادماً ومثيراً عندما نجح أخيراً».
ويذكر أنه من المثير في هذا الإنجاز أنه يتغلب على قيود أساسية مرتبطة بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، وترتبط بحقيقة أنه بينما يمكن لهذه التكنولوجيا تعيين نشاط الدماغ إلى موقع معين بدقة عالية على نحو مذهل، يبقى هناك تأخير زمني كجزء أصيل من العملية، ما يجعل تتبع النشاط في الوقت الفعلي في حكم المستحيل.
ويقع هذا التأخير لأن فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تقيس استجابة تدفق الدم لنشاط الدماغ، والتي تبلغ ذروتها وتعود إلى خط الأساس خلال قرابة 10 ثوانٍ، الأمر الذي يعني أنه حتى أقوى جهاز فحص لا يمكنه تقديم أداء أفضل من ذلك.
وتسبب هذا القيد الصعب في إعاقة القدرة على تفسير نشاط الدماغ استجابة للكلام الطبيعي؛ لأنه يقدم «مزيجاً من المعلومات» منتشراً عبر بضع ثوانٍ.
ورغم ذلك، نجحت نماذج اللغة الكبيرة - المقصود هنا نمط الذكاء الصناعي الذي يوجه «تشات جي بي تي» - في طرح سبل جديدة. وتتمتع هذه النماذج بالقدرة على تمثيل المعنى الدلالي للكلمات بالأرقام، الأمر الذي يسمح للعلماء بالنظر في أي من أنماط النشاط العصبي تتوافق مع سلاسل كلمات تحمل معنى معيناً، بدلاً من محاولة قراءة النشاط كلمة بكلمة.
وجاءت عملية التعلم مكثفة؛ إذ طُلب من ثلاثة متطوعين الاستلقاء داخل جهاز ماسح ضوئي لمدة 16 ساعة لكل منهم، والاستماع إلى مدونات صوتية. وجرى تدريب وحدة فك الترميز على مطابقة نشاط الدماغ للمعنى باستخدام نموذج لغة كبير أطلق عليه «جي بي تي - 1»، الذي يعتبر سلف «تشات جي بي تي».