به نقل از «ایسنا»

تبدیل ۸۴ درصدی افکار به گفتار با یک ایمپلنت مغزی جدید

تاریخ انتشار: ۱۷ آبان ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۰۴۶۳۴۸

با یک ایمپلنت مغزی جدید که افکار را با دقت ۸۴ درصدی به گفتار تبدیل می‌کند، امید است که افرادی که به دلیل مشکلات عصبی قادر به صحبت کردن نیستند، دوباره بتوانند به لطف این فناوری با دیگران ارتباط برقرار کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، گروهی از دانشمندان علوم اعصاب، جراحان مغز و اعصاب و مهندسان دانشگاه «دوک» یک ایمپلنت مغزی اختراع کرده‌اند که می تواند افکار را به گفتار تبدیل کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

امید این است که افرادی که به دلیل شرایط عصبی قادر به صحبت کردن نیستند، روزی دوباره بتوانند به لطف این فناوری مدرن ارتباط برقرار کنند.

کمک به افراد مبتلا به اختلالات حرکتی

گرگوری کوگان، دکترای نورولوژی دانشکده پزشکی دانشگاه دوک و یکی از پژوهشگران ارشد دخیل در این پروژه می‌گوید: بیماران زیادی هستند که از اختلالات حرکتی ناتوان‌کننده مانند ALS(اسکلروز جانبی آمیوتروفیک) یا سندرم قفل شدگی رنج می‌برند که می‌تواند توانایی صحبت کردن آنها را مختل کند. اما ابزارهای فعلی موجود برای برقراری ارتباط عموماً بسیار کند و دست و پا گیر هستند.

این دستگاه متشکل از یک قطعه پلاستیکی انعطاف‌پذیر به اندازه یک تمبر پستی است که با ۲۵۶ حسگر مغزی کوچک بسته‌بندی شده است.

پژوهشگران آن را روی چهار بیمار آزمایش کرده‌اند. آنها برای انجام این کار مجبور شدند این دستگاه را به طور موقت در بیماران تحت عمل جراحی مغز برای درمان بیماری پارکینسون یا برداشتن تومور کاشت کنند. این عمل چالش برانگیز بود، زیرا باید در یک بازه زمانی بسیار کوتاه انجام می‌شد تا در عملیات پزشکی تداخلی ایجاد نشود.

کوگان می‌گوید: من آن را با سرویس سریع خودروهای مسابقات فرمول ۱ مقایسه می‌کنم. ما نمی‌خواهیم زمان را در روند عملیات از دست بدهیم، بنابراین باید ظرف ۱۵ دقیقه کار را تمام می‌کردیم. بنابراین به محض اینکه جراح و تیم پزشکی گفتند شروع کنید، ما با عجله وارد عمل شدیم و کار را انجام دادیم.

برای انجام این کار، از بیماران خواسته شد تا صداهای خاصی را تکرار کنند، آن هم در حالی که دستگاه حدود ۱۰۰ عضله را که لب‌ها، زبان، فک و حنجره را حرکت می‌دهند، هماهنگ می‌کند. همچنین فعالیت قشر حرکتی گفتار هر بیمار ثبت شد که پژوهشگران قصد داشتند از آن در یک سیستم هوش مصنوعی استفاده کنند که به بیماران اجازه می‌دهد صداها را به صورت گفتار دربیاورند.

تا ۸۴ درصد دقت

پژوهشگران برای آزمایش اینکه چگونه الگوریتم یادگیری ماشینی آنها می‌تواند صداهایی را که فقط از ضبط فعالیت مغز ایجاد می‌شود، شناسایی کند، داده‌های عصبی و گفتاری به دست آمده از اتاق عمل را به آن تغذیه کردند و مشخص شد که صداها با دقت متوسط ۴۰ درصد رمزگشایی شده‌اند و برخی موارد تا ۸۴ درصد دقت دارند.

همین نوع دستگاه‌های ضبط در حال حاضر توسط پژوهشگران بدون هیچ کابلی ساخته می‌شوند تا به افراد اجازه دهند در حین استفاده از آن‌ها راه بروند و به پریز برق وابسته نباشند. این نوآوری‌ها پتانسیل ارتقای دانش ما در مورد مغز و افزایش چشمگیر کیفیت زندگی افرادی را دارند که از انواع اختلالات عصبی رنج می‌برند که قدرت سخن گفتن آنها را از بین می‌برد.

با این حال، از آنجایی که ایمپلنت‌های مغزی پتانسیل تأثیرگذاری بر عملکرد مغز را دارند، مسائل اخلاقی، حریم خصوصی و ایمنی نیز به میان می‌آیند. به منظور تضمین ایمن و مؤثر بودن این ابزارها و همچنین در نظر گرفتن ملاحظات اخلاقی هنگام استفاده از آنها، پژوهشگران و متخصصان پزشکی سخت کار می‌کنند و دائماً تنظیمات و بهبودهای جدیدی را در دستگاه‌های خود انجام می‌دهند.

این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: ایمپلنت مغزی معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري دانشگاه تهران شرکت های دانش بنیان جهاد دانشگاهی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۰۴۶۳۴۸ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

نقشه‌ تلسکوپ فضایی «جیمز وب» از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی

«تلسکوپ فضایی جیمز وب» به پژوهشگران در نقشه‌برداری از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی کمک کرد.

به گزارش ایسنا، یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران با موفقیت از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» برای ترسیم نقشه آب‌وهوایی یک سیاره فراخورشیدی غول‌پیکر گازی داغ استفاده کردند.

به نقل از ناسا، بررسی‌های دقیق در طیف گسترده‌ای از نور فروسرخ میانی، همراه با مدل‌های سه‌بعدی آب‌وهوا و مشاهدات پیشین تلسکوپ‌های دیگر، وجود ابرهای متراکم و مرتفع را نشان می‌دهند که آسمان را هنگام روز و شب می‌پوشانند و همچنین، بادهای استوایی را به نمایش می‌گذارند که گازهای جوی را با سرعت ۵۰۰۰ مایل در ساعت در اطراف سیاره فراخورشیدی «WASP-43 b» ادغام می‌کنند.

این جدیدترین نمایش علم سیارات فراخورشیدی به شمار می‌رود که اکنون با توانایی خارق‌العاده جیمز وب برای بررسی تغییرات دما و تشخیص گازهای اتمسفر در تریلیون‌ها مایل دورتر امکان‌پذیر شده است.

سیاره فراخورشیدی WASP-43 b یک نوع «مشتری داغ»(Hot Jupiter) است. این سیاره هم‌اندازه مشتری عمدتا از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و بسیار داغ‌تر از سایر سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی است. اگرچه ستاره آن کوچک‌تر و سردتر از خورشید است اما WASP-43 b در فاصله ۱.۳ میلیون مایلی می‌چرخد که کمتر از یک بیست و پنجم فاصله بین عطارد و خورشید است.

با چنین مداری، سیاره از نظر جزر و مدی قفل می‌شود؛ به این معنی که یک طرف آن به طور مداوم روشن است و طرف دیگر در تاریکی دائمی قرار دارد. اگرچه طرف شب هرگز هیچ تابش مستقیمی را از ستاره دریافت نمی‌کند اما بادهای شدید در حال وزش به سمت شرق، گرما را از طرف روز به اطراف انتقال می‌دهند.

از زمان کشف سیاره WASP-43 b در سال ۲۰۱۱، تلسکوپ‌های متعددی از جمله «تلسکوپ فضایی هابل» و «تلسکوپ فضایی اسپیتزر» آن را رصد کرده‌اند. «تیلور بل»(Taylor Bell) پژوهشگر «مؤسسه تحقیقات محیطی منطقه خلیج»(BAERI) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: با تلسکوپ فضایی هابل، به وضوح می‌توانیم ببینیم که بخار آب در طرف روز سیاره وجود دارد. هابل و اسپیتزر هر دو نشان دادند که ممکن است ابرهایی در سمت شب وجود داشته باشند اما ما به بررسی‌های دقیق‌تر با تلسکوپ فضایی جیمز وب نیاز داشتیم تا نقشه‌برداری را از دما، پوشش ابر، بادها و ترکیب دقیق‌تر اتمسفر در سراسر سیاره آغاز کنیم.

اگرچه WASP-43 b آن قدر کوچک، کم‌نور و نزدیک به ستاره خود است که تلسکوپ نمی‌تواند مستقیما آن را ببیند اما دوره مداری کوتاه سیاره که تنها ۱۹.۵ ساعت است، آن را برای «طیف‌سنجی منحنی فاز» ایده‌آل می‌کند. روش طیف‌سنجی منحنی فاز شامل بررسی تغییرات کوچک در روشنایی منظومه ستاره-سیاره در حالی است که سیاره به دور ستاره می‌چرخد.

از آنجا که مقدار نور فروسرخ میانی منتشرشده از یک جرم تا حد زیادی به گرمای آن بستگی دارد، داده‌های روشنایی جیمز وب را می‌توان برای محاسبه دمای سیاره مورد استفاده قرار داد.

این گروه پژوهشی به مدت بیش از ۲۴ ساعت از «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) جیمز وب برای اندازه‌گیری نور منظومه WASP-43 در هر ۱۰ ثانیه استفاده کردند. بل توضیح داد: ما با مشاهده کل یک مدار توانستیم دمای طرف‌های متفاوت سیاره را هنگام چرخش در دید محاسبه کنیم. براساس این محاسبات، ما توانستیم نقشه‌ای را از دمای سراسر سیاره بسازیم.

اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که دمای هوای طرف روز سیاره به طور میانگین ​​نزدیک به ۱۲۵۰ درجه سلسیوس است؛ در حالی که دمای طرف شب به ۶۰۰ درجه سلسیوس می‌رسد و به طور قابل توجهی خنک‌تر است. این داده‌ها به یافتن داغ‌ترین نقطه روی سیاره کمک می‌کنند که از نقطه‌ دریافت‌کننده بیشترین تشعشعات ستاره‌ای، کمی به سمت شرق جابه‌جا می‌شود. این تغییر به دلیل وزش بادهایی رخ می‌دهد که هوای گرم را به سمت شرق حرکت می‌دهند.

«مایکل رومن»(Michael Roman) پژوهشگر «دانشگاه لستر»(University of Leicester) و از پژوهشگران این پروژه گفت: این واقعیت که ما می‌توانیم دما را به این روش ترسیم کنیم، گواه واقعی بر حساسیت و ثبات جیمز وب است.

پژوهشگران برای تفسیر نقشه، از مدل‌های جوی سه‌بعدی پیچیده مانند مدل‌هایی استفاده کردند که برای درک آب‌وهوا و اقلیم روی زمین به کار می‌روند. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که طرف شب سیاره احتمالا در یک لایه متراکم و مرتفع از ابرها پوشیده شده است و این لایه، مانع راه یافتن بخشی از نور فروسرخ به فضا می‌شود. در نتیجه، اگرچه طرف شب بسیار گرم است اما نسبت به زمانی که ابری در آن وجود نداشته، کم‌نورتر و خنک‌تر به نظر می‌رسد.

طیف گسترده نور فروسرخ میانی که توسط جیمز وب گرفته شده است، اندازه‌گیری میزان بخار آب و متان اطراف سیاره را ممکن می‌سازد. «جوآنا بارستو»(Joanna Barstow) پژوهشگر «دانشگاه آزاد انگلستان»(The Open University of UK) و از پژوهشگران این پروژه گفت: جیمز وب به ما فرصت داده است تا دقیقا متوجه شویم کدام مولکول‌ها را می‌بینیم و محدودیت‌هایی را برای فراوانی آنها قائل شویم.

طیف‌های بررسی‌شده نور، نشانه‌های آشکاری را از بخار آب در طرف شب و طرف روز سیاره نشان می‌دهند که اطلاعات بیشتری را درباره تراکم ابرها و ارتفاع آنها در جو ارائه می‌کنند.

همچنین، پژوهشگران با کمال تعجب دریافتند که داده‌ها کمبود متان را در همه نقاط جو نشان می‌دهند. از آنجا که روز برای وجود متان خیلی گرم است، متان باید هنگام شب خنک‌تر، پایدار و قابل تشخیص باشد.

بارستو توضیح داد: این واقعیت که ما متان نمی‌بینیم، به ما می‌گوید که سرعت باد در سیاره WASP-43 b باید به حدود ۵۰۰۰ مایل در ساعت برسد. اگر بادها گاز را از طرف روز به طرف شب سیاره حرکت دهند و دوباره به سرعت بازگردند، زمان کافی برای بروز واکنش‌های شیمیایی تولیدکننده مقادیر قابل تشخیص متان در سمت شب وجود نخواهد داشت.

پژوهشگران معتقدند که به دلیل این اختلاط ناشی از باد، شیمی اتمسفر در سراسر سیاره یکسان است. این نتیجه در پژوهش‌های پیشین که با تلسکوپ‌های هابل و اسپیتزر انجام شدند، مشخص نبود.

این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.

در انیمیشن زیر می‌توانید نقشه دمای سیاره WASP-43 b را ببینید.

انتهای پیام