مجسات لاسلكية صغيرة لمراقبة عمل المخ تتحلل في الجسم

تزرع لقياس الضغط ودرجة الحرارة في الجمجمة

مجسات لاسلكية صغيرة لمراقبة عمل المخ تتحلل في الجسم
TT

مجسات لاسلكية صغيرة لمراقبة عمل المخ تتحلل في الجسم

مجسات لاسلكية صغيرة لمراقبة عمل المخ تتحلل في الجسم

طور فريق من الباحثين في علوم الأعصاب والمهندسين الأميركيين مجسات لاسلكية صغيرة، يمكن زرعها في الدماغ لقياس الضغط ودرجة الحرارة داخل جمجمة الإنسان، تتحلل بيولوجيا بعد وقت معين ويمتصها الجسم، وبذلك تنتفي الحاجة لإجراء عمليات جراحية لإخراجها.
وقال باحثون في كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس، ومهندسون في جامعة إلينوي في اربان شامبين، إن هذه المجسات يمكن استخدامها في حالات تعرض الدماغ للصدمات والأضرار، كما يمكن تطويرها أيضا لدراسة نشاطات مختلف أعضاء الجسم.
وقال الدكتور روي ميرفي، الطبيب في جراحة الأعصاب بجامعة واشنطن الذي شارك في الدراسة المنشورة في مجلة «نيتشر»، إن «العائق الرئيسي أمام زرع مجسات داخل الجسم هو تحفيز جهاز المناعة لمقاومة هذه الأداة الدخيلة، الأمر الذي يسبب مصاعب إضافية للمرضى. إلا أن فوائد المجس الجديد تتمثل في تحللها مع الزمن، الأمر الذي يقلل من أخطار التعرض إلى عدوى أو حدوث التهابات مزمنة أو حتى تهتك الجلد في منطقة الزرع، إضافة إلى انتفاء الحاجة لتدخل جراحي بهدف نزعها من الجسم».
ويهلك بسبب الصدمات التي يتعرض لها الدماغ نحو 50 ألف شخص سنويا في الولايات المتحدة. ويحتاج الأطباء في مواقع الإسعاف إلى التحقق بسرعة من مقادير الضغط الداخلي داخل المخ وفي جمجمة المصابين بهدف تخفيفه وتقليل الضرر المتزايد. ويحاول الأطباء معالجة المتعرضين لصدمات في الدماغ بعقاقير لتخفيف الضغط داخل الجمجمة، قبل اللجوء إلى إجراء عملية جراحية عند إخفاق العقاقير في عملها. وتعتمد الأجهزة الحالية للقياس على تقنيات كبيرة الحجم طورت في الثمانينات من القرن الماضي ينبغي ربطها بأجهزة المراقبة.



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».