שתל מוחי חדש מתרגם מחשבות למילים ולמחוות - ומציג אותן באמצעות אווטאר
מוח חוקרים בארה"ב הצליחו לפתח מערכת שמפענחת אותות מוחיים ומתרגמת אותם במקביל למילים ולמחוות גוף, ולאחר מכן מציגה אותם באמצעות אווטאר דיגיטלי. לפי החוקרים, מדובר בפעם הראשונה שבה שתל מוחי אחד משמש בו זמנית לפענוח דיבור ותנועות תקשורתיות.
הפיתוח משתלב בגל מחקר רחב יותר בתחום ממשקי מוח-מחשב, שמטרתם לאפשר לאנשים שאיבדו את היכולת לדבר או לנוע לתקשר באמצעות הפעילות החשמלית של המוח. עד כה, חלק גדול מהמערכות התמקדו בשחזור יכולת יחידה, למשל דיבור או שליטה בסמן מחשב. הצוות מאוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו ביקש להרחיב את הרעיון ולאפשר למערכת אחת לשחזר כמה צורות תקשורת במקביל. סמנתה ברוסלר, החוקרת הראשית במחקר שפורסם ב-Nature Neuroscience, הסבירה כי המטרה היא לעבור ממערכות שמשחזרות פונקציה בודדת לממשק מוחי שיוכל להחזיר כמה דרכים של תקשורת ותנועה.
לא רק מילים
למחוות יש תפקיד מרכזי בתקשורת אנושית. הנהון, נענוע ראש, משיכת כתפיים, נפנוף ביד או סימן אגודל יכולים להוסיף משמעות, רגש והקשר לדיבור, ולעיתים אף להחליף אותו לחלוטין. במחקר הראשוני נבדקו שני משתתפים. אצל אחד מהם המערכת זיהתה עשר מחוות שונות, ואצל האחר ארבע. באמצעות שילוב בין השתל המוחי למודלים של למידת מכונה, הצליחו החוקרים לפענח בצורה מדויקת יחסית גם מילים וגם מחוות שעליהן חשבו המשתתפים.
לאחר הפענוח, המידע הועבר לאווטאר דיגיטלי שהציג את הדיבור ואת תנועות הגוף. בכך ניסו החוקרים להתקרב יותר לתקשורת טבעית, שאינה מורכבת ממילים בלבד אלא גם מהבעות ותנועות שמלוות אותן.
השלב הבא מבחינת הצוות הוא להרחיב משמעותית את היקף המערכת. החוקרים מבקשים להגדיל את אוצר המילים שאפשר לפענח ולתמוך בטווח רחב ורציף יותר של תנועות גוף.
פוטנציאל למיליוני מטופלים
אם הטכנולוגיה תבשיל, היא עשויה לסייע לאנשים ששמרו על היכולת הקוגניטיבית שלהם אך איבדו את יכולת הדיבור בעקבות שבץ, ALS או מחלות ומצבים נוירולוגיים אחרים. בטווח הארוך יותר, החוקרים מקווים שמערכות דומות יוכלו לסייע גם לאנשים שמתקשים להפיק דיבור מסיבות אחרות, ובהן שיתוק מוחין ואוטיזם.
תחום ממשקי המוח-מחשב מושך בשנים האחרונות עניין גובר מצד האקדמיה ומשקיעים פרטיים. בין החברות שפועלות בו נמצאות ניורלינק של אילון מאסק ופרסיז'ן ניורוסיינס, לצד חברות נוספות שמפתחות חומרה ותוכנה להשתלות מוחיות.
אחת מהן היא Echo Neurotechnologies, שהוקמה בין היתר על ידי ד"ר אדוארד צ'אנג, החוקר הראשי בפרויקט של אוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו. החברה מתמקדת בפיתוח חומרה לשתלים מוחיים.
התקדמות משמעותית, אבל הדרך לשימוש רחב עוד ארוכה
ריצ'רד רוש, מומחה לדינמיקה מוחית ומרצה בכיר בקינגס קולג' לונדון, אמר כי המחקר מספק מידע חדש על האופן שבו המוח משלב בין דיבור לבין צורות תקשורת אחרות. לדבריו, אחת המסקנות המעניינות היא שקיימת חפיפה משמעותית בין האזורים במוח שמעורבים בעיבוד דיבור לבין אלה שמעורבים בתנועות ידיים. הממצא מחזק את האפשרות שהמוח אינו מחולק רק לאזורים נפרדים ומתמחים, אלא משתמש באותם אזורים למגוון משימות.
לצד ההתלהבות, המומחים מדגישים כי המערכת עדיין רחוקה משימוש שגרתי. היא דורשת ניתוח מוח משמעותי, ובניסוי הנוכחי היכולת לפענח תנועות היתה חלשה יותר כאשר מדובר היה בצד הגוף הנגדי למיקום השתל.
מגבלה נוספת היא הצורך להתאים את המערכת לכל מטופל בנפרד. סקוט וולינגטון מאוניברסיטת באת' ציין כי מודלים שאומנו על האותות המוחיים של אדם אחד מתקשים בדרך כלל לעבוד היטב אצל אדם אחר. המשמעות היא שפיתוח מערכת כללית שתוכל לשרת מספר גדול של מטופלים ידרוש מחקר והשקעות משמעותיים. למרות זאת, המחקר הנוכחי מצביע על מעבר אפשרי מממשקי מוח שמחזירים יכולת בודדת למערכות שמנסות לשחזר את התקשורת האנושית כמכלול - מילים, תנועות והקשר יחד.
