اتصال الدماغ بالكومبيوتر

(وما أوتيتم من العلم إلا قليلاً)

أعظم تقنية يمكن أن يشهدها الإنسان وهي فكرة اتصال الدماغ مع الكمبيوترbrain-computer interfaceواختصاراً
(BCI)،
كتب/د. حازم ساكيك

كهرباء الدماغ
يعود السبب في إمكانية تحول فكرةاتصال الدماغ بالكمبيوترمن خيال علمي إلى حقيقة هو إن الدماغ يستخدم الإشارات الكهربية في نقل البيانات والتعليمات من الدماغ إلى الجسم عبر الشبكة العصبية.

فعندما نقوم بالتفكير أو الحركة أو الشعور أو التذكر فان هناك إشارات كهربية تسري في الدماغ وتقدر سرعة انتقال الكهرباء في الخلايا العصبية 250 ميل في الساعة.والإشارة الكهربية تنتج بواسطة فرق جهد كهربي يتولد في الخلايا العصبية.

ومن المعلوم إن الإشارات الكهربية تنتقل عبر الشبكة العصبية إلا أنالعلماء تمكنوا من التقاط إشارات كهربية متسربة، وهذه الإشارات هي التي سوف تستخدم للتحكم في جهاز الكمبيوتر.

كما إن العلماء فكروا بطريقة أخرى وهي محاولة إدخال إشارات للدماغ شبيهه بالإشارات التي ينقلها العصب البصري إلى الدماغ لإدراك الصورة، حيث يتوقع العلماء أن يتم استخدام كاميرا لترى الأشياء وبدلا من تخزينها على الفيلم أو الذاكرة تكون هذه الكاميرا قادرة على توليد إشارة كهربية كتلك التي تنتج في الألياف البصرية وتنقل هذه الإشارة إلى الدماغ مباشرة مما تساعد الإنسان على الرؤية بدون استخدام عينيه.

بعض الأساسيات الهامة في تقنية الاتصالinterface.

المدخل والمخرج في الاتصال بين الدماغ والكمبيوتر

إن احد أعظم التحديات في هذا المجال هو عملية إيجاد طريقة للاتصال بين أجزاء الكمبيوتر والدماغ.

وأسهل وابسط وسيلة يمكن التفكير فيها هي استخدامالكترودelectrodesوهو عبارة عن أداة الكترونية اسمها العلمي (electroencephalographوتختصر بـ(EEGهذا الاكترود من الممكن قراءة إشارات الدماغ.

ويفكر العلماء في توصيل هذا الالكترود في الدماغ مباشرة وذلك من خلال عملية جراحية معقدة يتم فيها وضع الالكترود مباشرة أسفل الجمجمة، وبالطبع هذه الطريقة لها العديد من المشاكل من أهمها تكون طبقة من الألياف الدموية على الالكترود مما تجعله غير موصل ويفقد وظيفته بعد مدة من الزمن.

وبغض النظر عن الموضع الدقيق للالكترود بالنسبة للدماغ فان فكرة عمله تتلخص في قياس التغيرات في فرق الجهد بين الخلايا العصبية. وهذه التغيرات تعتبر إشارة كهربية يتم تكبيرها ثم ترجمتها وفهمها بواسطة برنامج كمبيوتر.

كما انه يوجد طريقة أخرى لقياس نشاط الدماغ باستخدام الرنين المغناطيسيmagnetic resonance image(MRI).

وقد استخدم الرنين المغناطيسي في الحصول على صور دقيقة للدماغ وتم الاعتماد علي هذه التقنية لتحديد أفضل مكان لتثبيت الالكترود في الدماغ بهدف الحصول على التأثير المطلوب بمعنى انه لو أردنا أن يقوم شخص بالتحكم بذراع الكترونية فان هذا الشخص يتم إخضاعه لجهاز الرنين المغناطيسي ويطلب منه تحريك ذراعه وعندها يلتقط جهاز الرنين المغناطيسي صورة للدماغ توضح الجزء من الدماغ الذي اصدر الإشارة المطلوبة لتحريك ذراعه وهذا الجزء هو الأنسب لتثبيت الالكترود.

التطبيقات المتوقعة لتقنية اتصال الدماغ بالكمبيوتر

من أهم التطبيقات المذهلة لتقنيةBCIهو إنتاج أجهزة يمكن التحكم بها بواسطة عملية التفكير التي تتم في الدماغ.

قد تبدو بعض هذه التطبيقات غريبة مثل القيام بممارسة العاب الفيديو بالتفكير.

أو أن تقوم بتغير محطات التلفزيون باستخدام التفكير أيضا.

والتطبيق الأهم من هذا هو ما يمكن أن توفره هذه التقنية لشخص معاق فيمكنه أن يقوم بتحريك ذراع الكترونية تساعده في أداء بعض المهام أو التحكم بالكمبيوتر بمجرد التفكير فيما يريد.

احد التطبيقات المتوقعة لتقنيةBCIوهي مساعدة شخص غير قادر على تحريك ذراعيه أو التحكم فيها، فعندما يقوم الشخص بالتفكير في إغلاق يديه فان إشارات كهربية تصدر للعضلات لتستجيب لهذه التعليمات وعندما تكون هذه العضلات مصابه فان الكترود يقوم بتخطي المنطقة المصابة ويقوم بتوصيل إشارات الدماغ للعضلة المطلوبة وبتكرار المحاولة في إغلاق اليد فان برنامج كمبيوتر يقوم برصد هذه الإشارات وفهمها وعندها يمكن أن يقوم بإرسالها أيضا إلى ذراع الكترونية لتقوم بنفس العمل وهو إغلاق اليد.

وبالتالي فان كل حركة تقوم بها اليد بناء على إشارات الدماغ يفهمها كمبيوتر الذراع الالكترونية وبالتالي عندما تصدر إشارة الدماغ للذراع الالكترونية فإنها سوف تستجيب لها وتقوم بالحركة المطلوبة.

معوقات على الطريق

بالرغم من ان العلماء قد تقدموا خطوات كبيرة في فهم المبادئ الأساسية لتوصيل الدماغ مع الكمبيوتر إلا ان الأمر لا يسير بدقة حسب التوقعات المفترضة وهذا يعود لعدد من الأسباب منها على سبيل المثال:

(1) الدماغ معقد للغاية حيث ان كل أفعالنا وأفكارنا هي عبارة عن إشارات كهربية ينتجها الدماغ إلا ان وجود 100 بليون خلية عصبية في دماغ الإنسان، وكل خلية منها ترسل وتستقبل إشارات كهربية عبر شبكة معقدة من التوصيلات، هذا بالإضافة إلى العمليات الكيميائية المتعلقة بعملية التفكير والتذكر والمشاعر كل هذا يجعل عمل الدماغ معقد جدا (سبحان الله).

(2) الإشارات الكهربية ضعيفة والتغيرات في فرق الجهد صغير جدا مما يجعل مراقبة الإشارات الكهربية الصادرة بواسطة الدماغ يحتاج إلى أجهزة فائقة الحساسية.

(3) الأجهزة المستخدمة في عملية الاتصال بين الكمبيوتر والدماغ في الأغلب أجهزة لا يسهل نقلها من مكان لأخر حيث يتطلب استخدام كمبيوتر وأسلاك توصيل ومجسات.

شركات تعمل في مجالBCIتوصيل الدماغ بالكمبيوتر

شركات قليلة تعمل في مجال الـBCIحيث ان هذه الشركات لازالت في مجال الأبحاث العلمية، وقد نتجت عن هذه الأبحاث بعض المنتجات العملية ومنها:

(1) شركةNeural Signalطورت تقنية تمكن المصاب بالصم باستعادة القدرة على النطق.

حيث يتم زرع شريحة الكترونية في المنطقة المسئولة عن النطق في الدماغ وهي منطقة

تعرف باسمBroca، وتقوم هذه الشريحة بإرسال الإشارات إلى كمبيوتر ومن ثم إلى السماعات المتصلة به.

ومع التدريب المستمر للشخص على استخدام هذه التقنية فانه أصبح من الممكن ان يقوم هذا الشخص بالتفكير في الكلمة التي يريد ان يقولها ومن ثم يقوم الكمبيوتر باستقبال الإشارات الصادرة عن الدماغ وتحويلها إلى كلمة مسموعة.

(2) قامت وكالة ناسا لأبحاث الفضاء بعمل مشابه ولكن عن طري قراءة الإشارات الكهربية من العصب الموجود في الحنجرة والفم بدلا من الاتصال مباشرة مع الدماغ.

وأجريت تجربة ناجحة قام فيها الشخص تحت التجربة بالتفكير في طباعة كلمةNASAفي محرك بحث جوجل وبالفعل نجح في ان يستجيب له الكمبيوتر ويجري البحث.

(3) طورت شركةCyberkinetics Neurotechnology Systemsما يعرف بنظامBrainGateوالذي يخدم شريحة المعاقين حركيا من خلال التحكم في الكرسي المتحرك وتوجيهه بالتفكير فقط، وكذلك التحكم في رجل إلي أو التحكم في مؤشر الماوس وتحريكه لعمل مهمات محددة على الكمبيوتر بمجرد التفكير.
(4) طور الباحثين اليابانيين تقنيةBCIوذلك بان قام الشخص بالتحكم في تصرفات الشخص الوهمي له في الحياة الثانية على الانترنت (secondlife.com).

وفي النهاية نقول سبحان الله علم الإنسان

بشكرك يا باسمة على الموضوع الحلو كتييييييييير I love you

تحياتي هديل الروح flower

شكرا باسمة عالموضوع ..
يعطيك العافية عالطرح ..
تقبلي مروري .. santa

هلا وغلا بهديل الروح .. منورة عيوني ..

أأهلا بك عاشقة الجنة ..

سررت بمرورك أخيتي ..