ابتكار جهاز لتعزيز النوم العميق

الجهاز يُصدر صوتا يُضخم موجات الدماغ البطيئة (معهد التكنولوجيا بزيورخ)
الجهاز يُصدر صوتا يُضخم موجات الدماغ البطيئة (معهد التكنولوجيا بزيورخ)
TT

ابتكار جهاز لتعزيز النوم العميق

الجهاز يُصدر صوتا يُضخم موجات الدماغ البطيئة (معهد التكنولوجيا بزيورخ)
الجهاز يُصدر صوتا يُضخم موجات الدماغ البطيئة (معهد التكنولوجيا بزيورخ)

أظهر الباحثون أن موجات الدماغ التي تميز النوم العميق، والتي تسمى الموجات البطيئة، يمكن تحسينها عن طريق تشغيل أصوات بدقة من خلال سماعات الأذن أثناء النوم، وفي حين أن هذا يعمل بشكل جيد في مختبر النوم في ظل ظروف خاضعة للرقابة، فإنه لا يوجد حل منزلي.
ولحل هذه المشكلة، طوّر باحثو المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا بزيوريخ في سويسرا، جهازSleepLoop الذي يمكن استخدامه في المنزل، ويهدف إلى تعزيز النوم العميق من خلال التحفيز السمعي للدماغ.
ويتكون الجهاز من عصابة رأس يتم ارتداؤها وقت النوم ولبسها طوال الليل، وتحتوي على أقطاب كهربائية ورقاقة دقيقة تقيس نشاط دماغ الشخص النائم باستمرار، ويتم تحليل البيانات في الوقت الحقيقي على الرقاقة باستخدام برنامج مخصص، وبمجرد أن يُظهر الشخص النائم موجات بطيئة في نشاط الدماغ تميز النوم العميق، يطلق النظام إشارة سمعية قصيرة (نقرة)، وهذا يساعد على مزامنة الخلايا العصبية وتعزيز الموجات البطيئة. وما يجعل هذا الحل فريداً، هو أن الشخص النائم لا يدرك هذا الصوت بشكل واعٍ أثناء النوم العميق.
وأجرى الباحثون من المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا بزيوريخ ومستشفى جامعة زيوريخ، دراسة سريرية باستخدام هذا الجهاز لأول مرة، وتم نشر النتائج في العدد الأخير من دورية «كومينيشن ميدسين».
وتضمنت الدراسة تزويد المشاركين الذين تتراوح أعمارهم بين 60 و80 عاماً بالجهاز الذي كان مطلوباً منهم تشغيله بأنفسهم في منازلهم، وتم تصميمه بشكل بسيط حتى يتمكن أصحاب الخبرة الفنية القليلة من تشغيله.
وأظهرت النتائج أنه كان من الممكن بالفعل تعزيز الموجات البطيئة من خلال الإشارات السمعية أثناء النوم العميق لدى معظم المشاركين، ومع ذلك، كانت الفروق الفردية واسعة النطاق؛ حيث استجاب بعض الأشخاص بشكل جيد للغاية للمنبهات، بينما استجاب البعض الآخر بشكل ضئيل أو لم يستجب على الإطلاق.
ويقول الباحثون في تقرير نشره أول من أمس الموقع الإلكتروني للمعهد الفيدرالي للتكنولوجيا بزيوريخ، إنهم يعملون حالياً على استخدام هذه الفروق الفردية للتنبؤ بشكل أفضل بكيفية استجابة فرد معين للمحفز السمعي، وهذا بدوره يساعدهم على تحسين أداء الجهاز الذي ستتم إتاحته للسوق الطبية عبر شركة «Tosoo AG»، المنبثقة عن المعهد.



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».