از فکر تا حرکت، هدایت صندلی چرخدار با نیروی ذهن + فیلم

داوطلبان جهت ها را با فکر کردن به حرکت قسمت های خاصی از بدن، مانند چرخش دست ها به چپ و پاها به راست، کنترل کردند. یک رایانه سیگنال های عصبی را به دستورات حرکتی دیجیتال تبدیل کرد. سه مردی که در این آزمایش شرکت کردند، کلاه های دارای الکترود بر سر گذاشتند که ارتباطات را از طریق فرستنده تشخیص می داد.

خوزه دل آر. میلان( José del R. Millán)، نویسنده این مطالعه از دانشگاه تگزاس در آستین، می گوید:ما نشان دادیم که یادگیری متقابل کاربر و الگوریتم رابط مغز و ماشین برای آنکه کاربران بتوانند با چنین صندلی های چرخ داری کار کنند، اهمیت دارد.

این صندلی چرخ دار که در مجله" iScience" توصیف شده است، به بیماران فلج کمک می کند تا راه جدیدی برای تحرک پیدا کنند. هر فرد سه بار در هفته به مدت دو تا پنج ماه تحت جلسات تمرینی قرار گرفت.

در ابتدا، آن ها سطوح مشابهی از دقت در حدود ۴۳ تا ۵۵ درصد داشتند، اما این میزان در طول دوره آموزشی به ۹۸ درصد افزایش یافت. هدست مورد استفاده آنها با روشی نظارتی به نام الکتروانسفالوگرافی( EEG) کار میکرد و حسگرهای کوچکی را به پوست سر متصل می کرد.

یک الگوریتم الگوهای رمزگذاری شده برای حرکت به سمت چپ و راست را تشخیص می داد. این تیم در طول زمان شاهد پیشرفت هایی در نتیجه ی یادگیری ماشینی و انسانی بودند.

میلان می گوید:ما از نتایج" EEG" دریافتیم که فرد مهارت به کارگیری بخش های مختلف مغز برای ایجاد الگویی برای حرکت به چپ و الگویی متفاوت برای حرکت به راست را کسب کرده است. ما معتقدیم سازماندهی مجدد قشر مغزی در نتیجه ی فرآیند یادگیری این افراد رخ داده است.

در پایان، دو نفر از شرکت کنندگان توانستند بدون کمک، صندلی چرخ دار خود را در یک اتاق بهم ریخته بیمارستان حرکت دهند. آن ها موانعی همچون صفحه نمایش و تخت ها که محیط واقعی بیمارستان را شبیه سازی می کرد ، دور زدند. متأسفانه بیمار سوم موفق به انجام این کار نشد. دقت او در چند جلسه اول تنها اندکی افزایش یافت و در بقیه دوره ی تمرین ها ثابت ماند. این نشان می دهد که یادگیری ماشین به تنهایی برای فعالیت موفقیت آمیز چنین دستگاهی که توسط ذهن کنترل می شود کافی نیست.

میلان توضیح می دهد:به نظر می رسد برای کسی که بتواند کنترل رابط مغز و ماشین را به خوبی کسب کند امکان انجام فعالیت های روزانه نسبتاً پیچیده ای مانند حرکت با صندلی چرخ دار در یک محیط طبیعی وجود دارد اما این کار نیاز به سازماندهی مجدد انعطاف پذیری در قشر مغز ما دارد. قشر مغز ناحیه ای از مغز است که مسئول حرکت و احساس است. برای تسلط بر این سیستم باید تمرین مداوم انجام شود.

این مطالعه همچنین بر نقش آموزش طولانی مدت برای کاربران بالقوه تأکید کرد. پروفسور میلان خاطرنشان می کند که یکی از شرکت کنندگان که در پایان مطالعه عملکرد استثنایی داشت در چند جلسه آموزشی اول با مشکل مواجه بود.

این پروژه یکی از اولین پروژه ها در نوع خود است که به برقراری ارتباط بین ماشین و انسان با استفاده از ذهن می پردازد. این اشخاص معمولاً در اثر تصادف، توانایی حرکت خودمختار قسمت های بالا و پایین بدن خود را از دست می دهند.

اکنون محققان می خواهند دریابند که چرا یک فرد در طول دوره آموزشی بهبودی را تجربه نکرده است. آنها معتقدند تجزیه و تحلیل دقیق تر سیگنال های مغزی همه شرکت کنندگان، تفاوت ها را روشن می کند و راه را برای مداخلات درمانی در افردی که در آینده با این فن آوری دست و پنجه نرم خواهند کرد، می گشاید.