Beyin-bilgisayar arayüzleri, düşünceleri eylemlere dönüştürür


Dr. José del R. Millán’ın Austin’deki Texas Üniversitesi’ndeki laboratuvarında bir öğrenci, Sağlık Gazeteciliği 2022 saha gezilerinden biri sırasında bir beyin-bilgisayar arayüzü projesini gösteriyor. Kapak elektrotlarla donatılmıştır. Kapağın yanına harici bir mıknatıs yerleştirildiğinde, öğrencinin parmağını hareket ettiren bir elektrik akımı üretir. Teknoloji potansiyel olarak beyin yaralanmasını takiben felç veya diğer hastalar için iyileşmeye yönelik olarak kullanılabilir.

Bir bilgisayarın veya yardımcı teknolojinin felçli veya konuşma ve yanıt verme yeteneğinden yoksun bir kişinin düşüncelerini işleyip işlemediğini hayal edin. Bu, beyin-bilgisayar arayüzlerinin gelişen alanı, Sağlık BT’sini kapsayan gazetecilerin haberlerini daha da geliştirmek için öğrenmek ve keşfetmek isteyebilecekleri bir dünya.

A beyin-bilgisayar arayüzü AHCJ Yönetim Kurulu Başkanı Felice Freyer’in moderatörlüğünde düzenlenen “Elektrikli beyin: Teknoloji zihinleri ve makineleri nasıl birleştirebilir” oturumunda panelistler, (BCI), beyin sinyallerini toplayıp yorumlayan ve komutları veren bağlı bir makineye ileten bir teknoloji sistemidir. Health Journalism 2022’de. Panel sırasında, Massachusetts, Texas ve Michigan’dan araştırmacılar, BCI’lerdeki çalışmalarını fiziksel ve/veya konuşma kısıtlamaları olan insanlar için potansiyel terapiler olarak vurguladılar.

“Nöro yoğun bakım ünitesinde dün herhangi bir zorluk çekmeden yürüyebilen ve konuşabilen, ancak bugün aniden servikal omurilik yaralanması nedeniyle hareket edemez durumda olan birini gördüğümde, o kişiye söyleyebilmekten başka bir şey istemiyorum,’ Bunun olduğu için üzgünüm ama yarın tekrar hareket edebileceksiniz” dedi. Leigh Hochberg, MD, Ph.D., Brown Üniversitesi, Massachusetts Genel Hastanesi ve New England’daki Providence VA Tıp Merkezi’nde nöroloji alanında mühendislik profesörü ve kıdemli öğretim görevlisi.

Bu, yönettiği bir projenin hedeflerinden biri beyin kapısıdiğerlerinin yanı sıra Gazi İşleri Bakanlığı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından, nörolojik hastalığı, yaralanması veya uzuv kaybı olan kişiler için iletişim, hareketlilik ve bağımsızlığı yeniden sağlamak için BCI teknolojilerini geliştirmek için finanse edilen bir çaba.

Klinik deneylerde, Hochberg’in grubu, çalışmaya katılanların beyinlerinin motor korteksine küçük, 4×4 milimetre mikroelektrot cihazları yerleştiriyor. Cihazlar, her biri bir ila üç ayrı nörondan gelen sinyalleri kaydedebilen ve başın üstünden çıkıntı yapan küçük cihazlara ince teller ile bağlanan 100 mikro elektrot içerir. Bu cihazlar daha sonra sinyalleri çözen bilgisayarlara bağlanır ve bir kişinin örneğin sadece düşünerek bir bilgisayar ekranında imleci kontrol etmesine izin verir.

Hochberg, şu ana kadar dünya çapında yaklaşık 30-35 kişinin bu amaçla bu tür cihazları implante ettiğini söyledi. BrainGate çok merkezli ekibi tarafından 2004’ten beri yapılan çalışmalarda, katılımcılar cihazları protez bir uzvunu çalıştırmak, bilgisayar imlecini hareket ettirmek ve robotik bir kolu yönlendirmek veya bir bilgisayar ekranında görüntülenen bir klavyeyi kullanarak heceleyerek mesaj yazmak için başarıyla kullandılar. Ayrıca YouTube’da bilgi aramak veya video izlemek için tablet bilgisayarları kullandılar.

A Youtube videosu boyundan aşağısı felç olan bir katılımcının, zihinsel el yazısını metne çeviren bir BCI cihazı kullanarak %94 doğrulukla dakikada 90 karakterlik bir yazma hızına nasıl ulaştığını gösterdi. Sinyalleri kablosuz olarak ileten BCI’lerle daha sonraki çalışmalarda, omurilik yaralanması olan bir adam bilgisayar ekranına bakabildi ve duymak istediği müziği seçebildi.

Hochberg, cihazların ana akım haline gelmeden önce, araştırmacıların beyin sinyalleri hakkında daha fazla şey anlaması gerektiğini söyledi. Ayrıca, birden fazla komutu kontrol edebilen, hızı artıran ve sıradan insanlar tarafından kullanımı kolay hale gelen cihazlar oluşturabilmeleri gerekir.

Michigan Üniversitesi’nde, Jane Huggins, Doktora., bir yardımcı araştırma bilimcisi ve Doğrudan Beyin Arayüzü Laboratuvarı yöneticisi, bilişsel değerlendirme ve artırıcı veya alternatif iletişim için elektroensefalogram (EEG) tabanlı BCI’ler geliştirme çalışmalarını yönetir. Ekibi özellikle, karar verme sürecinin bir parçası olan P300 adlı beyin olaylarını inceliyor – beynin bir dizi ortak olay içinde nadir bir olayı tanıdığı “a-ha” anı. P300 sinyalleri görsel, işitsel veya dokunsal uyaranlardan kaydedilebilir, dedi ve BCI’lerin her kişi için kalibre edilebileceğini de sözlerine ekledi.

Huggins’in ekibi, bilişsel testler için insanları birkaç görüntü gösteren ve kişiye bir elma gibi görüntülerden birini seçmesini söyleyen bir bilgisayar ekranının önüne yerleştirir. Kişi tarafından giyilen bir EEG başlığındaki sensörler, her bir resim flaşıyla beyin sinyallerini etiketler olarak algılar ve analiz eder. Sistem, kişinin hangi resmi seçtiğini belirlemek için beyin sinyallerini analiz eder. Özel algoritmalar, kişi hangi resmin kelimeyle eşleştiğine karar verirken ekibin beklemesine izin verir.

Grup, iletişim için otizmli veya diğer iletişim güçlükleri olan kişiler tarafından kullanılan ticari olarak mevcut alternatif bir iletişim cihazıyla uyumlu olacak BCI’ler üzerinde çalışıyor. (İşte birkaç örnek.) Bu cihazlar, resimler ve kelimeler içeren küçük tablet benzeri bilgisayarlardır. Düğmelerden birine basmak, cihazın kelimenin adını yüksek sesle söylemesine neden olur. BCI’nin amacı, cihaz yüksek sesle konuşurken bir kişinin aynı resimleri düşünerek seçebilmesini sağlamaktır. Huggins, bir prototip geliştirildiğini ve test aşamasında olduğunu söyledi. Kalibrasyonu daha hızlı hale getirmek ve pratik günlük kullanım için kurulum süresini en aza indirmek için ek çalışma yapılması gerekir.

“En büyük şey, gitmek istedikleri her yerde, herhangi bir engele ihtiyacı olan herkes için çalışmasına ihtiyacımız olması” dedi.

Ve Austin’deki Texas Üniversitesi’nde, José del R. Millán, Doktora., Profesör ve Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü başkanı ve ekibi, BCI’ler ve beyin kontrollü robotlar üzerinde çalışıyor.

Bir örnek, bir telepresence robotudur (bkz. buradaki örnekler), bir kişi tarafından evinden yönlendirilebilen, bir kişinin fiziksel olarak o ortamda bulunmadan bir ortamda hareket etmesine izin veren tekerlekli bir tabana bağlı bir dizüstü bilgisayar veya monitör. Millán, bu teknolojinin evlerinde ve hatta yataklarında mahsur kalacak kadar ağır engelli insanlara yardımcı olabileceğini söyledi.

Bir çalışmada, yüzlerce kilometre uzaklıktaki Avrupa’nın farklı ülkelerinden ciddi motor bozuklukları olan dokuz katılımcı Millán’ın laboratuvarına bağlandı ve beyinlerini kullanarak simüle edilmiş bir ortamda robotu tanımlanmış yollar boyunca hareket ettirmeyi öğrendi. Becerileri, çalışmaya katılan ve robotları manuel olarak çalıştıran engelli olmayan kişilerle eşitti.

Başka bir çalışmada, Millán’ın ekibi, omurilik yaralanmasının ardından tetraplejili (üst ve alt vücut felci) iki kişiye, Cybatlon adı verilen beyin kontrollü teknolojilerin uluslararası bir yarışması için eğitim vermelerine yardımcı oldu. Katılımcılar, sanal bir BCI yarış oyununda bir avatarı kontrol etmek zorunda kaldılar. Birkaç ay boyunca bir dizi haftalık eğitimler boyunca, katılımcılar daha hızlı ve daha doğru oldular. Biri altın madalya kazandı, diğeri etkinlik için bir zaman rekoru kırdı. Millán, beyindeki becerileri pekiştirdiklerini, beyinlerinin çalışma şeklini değiştirdiklerini ve potansiyel olarak kayıp işlevleri geri kazanmalarına yardımcı olacak yeni tedavilerin yolunu açtıklarını söyledi.

Bu araştırma alanıyla ilgilenen gazeteciler, bu işi yapan araştırmacılarla konuşarak, bir laboratuvarda teknolojinin gösterimlerini gözlemleyerek ya da cihazları test eden hastalarla ve onların bakıcılarıyla görüşerek ilginç hikayeler bulabilirler.

Muhabirler için ek kaynaklar


Kaynak : https://healthjournalism.org/blog/2022/05/brain-computer-interfaces-translate-thoughts-to-actions/

Yorum yapın

SMM Panel