تقنية تحول نشاط الدماغ إلى نص مكتوب

طور باحثون في جامعة تكساس - أوستن وحدة ذكاء اصطناعي جديدة تعمل على فك شيفرة إشارات معينة لنشاط المخ وتقوم بتحويل هذا النشاط إلى نصوص مكتوبة.

ووفقًا لدراسة نُشرت في مجلة Nature Neuroscience، يعتمد نظام الذكاء الاصطناعي الجديد  - الذي لا يتطلب عمليات زرع جراحية - على نموذج من أنظمة فك الشيفرات. وقال الباحثون إن النظام الجديد بإمكانه أن يساعد الأفراد غير القادرين على التواصل - بسبب ظروف مثل السكتات الدماغية - مع المحيطين بهم، بحسب ما ذكر موقع الجامعة.

ويشهد مجال تطوير أنظمة فك تشفير اللغات المختلفة، بما فيها الإشارات العصبية للدماغ البشري قفزات سريعة للغاية اعتماداً على التطور السريع لأنظمة الذكاء الاصطناعي.

وبحسب ما نُشر من نتائج الدراسة، خضع المشاركون للتدريب على وحدة فك التشفير من خلال الاستماع إلى ساعات من البودكاست أثناء وجودهم داخل ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). وتقوم وحدة فك التشفير بعد ذلك بإنشاء نص اعتمادا على نشاط الدماغ بينما يستمع المشارك إلى قصة أو يتخيلها، الأمر الذي يولد نصاً يكاد يتطابق مع ما يقرأه الشخص أو يستمع إليه، وفق موقع "فويس اوف أميركا".

وبالإضافة إلى جعل المشاركين يستمعون أو يفكرون في القصص، طلب الباحثون من المشاركين مشاهدة أربعة مقاطع فيديو قصيرة وصامتة أثناء وجودهم داخل جهاز الرنين المغناطيسي. وجد الباحثون أن جهاز فك التشفير كان قادرًا على استخدام نشاط الدماغ لوصف أحداث معينة بدقة من مقاطع الفيديو.

قاد الدراسة جيري تانغ، وهو طالب دكتوراه في علوم الكمبيوتر، وأليكس هوث، الأستاذ المساعد في علم الأعصاب وعلوم الكمبيوتر في جامعة أوستن. ويعتمد العمل جزئيًا على نموذج لتحويل البيانات، مشابه للنموذج الذي يدعم ChatGPT من Open AI و Google Bard.

وأكد الباحثون أنهم قبل بدء العمل اشترطوا موافقة الخاضعين للتجارب على الإطلاع على أفكارهم قبل وبعد التشفير، بحسب ما نشر موقع "سايتك دايلي"، بحسب ما نشر موقع "ان بي سي نيوز".

وقال تانغ: "نأخذ على محمل الجد المخاوف من إمكانية استخدام نموذج فك الشيفرات الدماغية في أغراض سيئة، وعملنا على تجنب ذلك"، وأضاف: "نريد التأكد من أن الأشخاص لا يستخدمون هذه الأنواع من التقنيات إلا عندما يريدون ذلك، وأن ذلك يساعدهم في تحسين حياتهم."

واعتبر هوث العملية "قفزة حقيقية إلى الأمام مقارنة بما تم القيام به من قبل، والذي عادة ما يكون عبارة عن كلمات مفردة أو جمل قصيرة"، مضيفاً: "اليوم حصلنا على نموذج لفك تشفير اللغة يعمل لفترات طويلة من الوقت وينقل إلينا أفكاراً معقدة تدور بالدماغ."

وتشير الدراسة إلى أن النتائج بالطبع ليست نسخة حرفية مما قرأ أو استمع إليه الشخص الخاضع لفك تشفير إشاراته العصبية. بدلاً من ذلك، صمم الباحثون نموذج فك الشيفرة لالتقاط جوهر ما يُقال أو يُفكر فيه الشخص، وإن كان بشكل غير كامل.

وفي نصف الحالات، وعندما تم تدريب وحدة فك التشفير على مراقبة نشاط دماغ المشارك بشكل عميق وأكثر دقة، أنتجت الآلة نصًا يتطابق بشكل وثيق (وأحيانًا بدقة) مع المعاني المقصودة للكلمات الأصلية التي قرأها أو استمع إليها.

وفي تغريدة على حسابه بموقع تويتر، شرح هوث الفارق بين النص الأصلي والنص الذي تم إنتاجه عبر برنامج الذكاء الاصطناعي لفك شيفرة الدماغ:

على سبيل المثال، في التجارب، استمع أحد المشاركين إلى متحدث يقول "ليس لدي رخصة قيادتي حتى الآن" وتمت ترجمة أفكاره إلى "لم أبدأ حتى في تعلم القيادة بعد. "عند الاستماع إلى كلمات "لم أكن أعرف هل أصرخ أم أبكي أم أهرب. بدلاً من ذلك، قلت، دعني وشأني!" وتم فك شيفرة الدماغ التي تحمل هذا النص إلى "بدأت في الصراخ والبكاء، ثم قلت للتو، قلت لك أن تتركني وشأني".

ويشير العلماء إلى أن نظام فك شيفرات الدماغ لن يستخدم بأي شكل خارج المختبر بسبب اعتماده على الوقت الذي يحتاج الشخص إلى وجوده داخل جهاز الرنين المغناطيسي، لكن الباحثين يعتقدون أن هذا العمل يمكن أن ينتقل إلى أنظمة تصوير دماغية أخرى أكثر قابلية للتطبيق، مثل التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء (fNIRS).

بالتعاون مع دويتشه فيله/ عماد حسن