شنیدن مستقیم صدای مغز هم ممکن شد!

جهان علم به سرعت پیشرفت می‌کند، ما در شهریور امسال خبر هیجان‌انگیزی شنیدیم، خبر این بود که دانشمندان با استفاده از fMRI یا MRI عملکردی موفق شده‌اند که راهی برای مشاهده مستقیم تصاویری که ما در مغزمان درک می‌کنیم، پیدا کنند. آنها به تعدادی از داوطلبین آزمایش فیلم‌هایی نشان دادند و سپس با تحلیل فعالیت مغزی آنها با fMRI توانستند، تصاویری را که مغز آنها در حال ادراکشان بود، بازسازی کنند.

به عبارت دیگر این پژوهشگران راهی برای مشاهده تصاویر جهان درونی ما پیدا کرده بودند، این دستاورد، پیشرفتی انقلابی قلمداد شد و بازتاب زیادی در رسانه‌ها پیدا کرد، چرا که در صورت تکامل می‌توانست ما را امیدوار کند که شاید روزی بتوانیم رؤیاها یا آنچه را که در حال تصورش هستیم به بقیه نشان بدهیم.

اما پیش خودتان فکر کنید و قضاوت کنید که نمایش دادن فیلم‌های صامت از رؤیاها و تصوراتمان، بدون صدا چه سودی دارد؟! آیا بهتر نیست که بتوانیم صدای نهان مغزمان را هم به سمع دیگران برسانیم؟ چه می‌شد اگر می‌توانستیم صدای تفکرمان را هم با دیگران به اشتراک بگذاریم؟ آیا می‌شود چنین فناوری‌ای ایجاد کرد و به افراد ناتوان از تکلم، کمک کرد که از تنهایی به درآیند؟

بله! درست حدس زدید، امروز خبری منتشر شد که گامی مؤثر در راه رسیدن به چنین هدف بلندپروازانه‌ای است.

به صورت مختصر و مفید، گوش بعد از جمع‌آوری و تبدیل امواج صوتی به پیام‌های عصبی، این پیام‌ها را به قسمتی از مغز که در زیر لاله گوش قرار دارد و قسمت گیجگاهی نام دارد می‌فرستد، نواحی خاصی از این مغز امواج را دریافت می‌کنند، یک پردازش ابتدایی روی آن انجام می‌دهند و سپس نتایج پردازش ابتدایی را برای درک و فهم در سطحی بالاتر به مناطقی در جوار خود می‌فرستند.

دانشمندان دانشگاه برکلی و سانفرانسیسکو با بررسی فعالیت الکتریکی همین مناطق مغز، موفق شده‌اند، مدلی برای بازسازی صوتی ادراک حسی مغزی ما، ابداع کنند. «برایان پَسلی»، رهبری این تیم پژوهشی را برعهده داشت. نتایج این پژوهش در نشریه PLoS Biology منتشر شده است و با فرمت PDF قابل دریافت است.

دانشمندان نیاز داشتند که به امواج الکتریکی این قسمت مغز یعنی شکنج گیجگاهی فوقانی و میانی، بدون تداخل با امواج سایر قسمت‌های مغز، دسترسی داشته باشند، برای این کار چاره‌ای جز نصب الکترود روی این مناطق نبود و از آنجا که هیچ آدمی، داوطلب چنین جراحی و کاری نمی‌شود، دانشمندان از 15 بیماری که قبلا برای کنترل تشنج و تومور مغزی، الکترود نصب کرده بودند، استفاده کردند.

آنها صداهایی که اغلب به صورت کلمات منفرد و گاه به صورت جملات کوتاه بود برای این داوطلبین پخش کردند و امواج ناشی از فعالیت سلول‌های مغزی آنها را در قشر شنوایی مغز را ضبط کردند.

کار برجسته پسلی و اعضای گروه ایجاد یک مدل کامپیوتری بود که به صورت الگوریتمی، از روی بررسی فعالیت مغز متعاقب شنیدن صدا می‌توانست یاد بگیرد که صدا را با فعالیت الکتریکی مغز تطبیق بدهد و بعدا به صورت معکوس بتواند فعالیت الکتریکی را به صدا ترجمه کند و این یعنی یک استراق سمع مغزی!

وقتی یک موسیقی‌دان شاهد  فیلم نواخته شدن پیانو از تلویزیونی باشد که صدایش خاموش است، می‌تواند با دیدن اینکه نوازنده دستهایش را روی کدام کلیدها می‌گذارد و فهمیدن نوتی که می‌نوازد، موسیقی را در ذهنش بازسازی کند و بدون شنیدن واقعی موسیقی، موسیقی را در ذهنش مجسم کند. کاری که دانشمندان در تحقیق تازه‌شان کرده‌اند را می‌توان به همین مطلب تشبیه کرد.

فناوری جدید در صورت تکمیل می‌تواند فناوری تشخیص صدا را ارتقا بدهد و به بیمارانی که قادر به صحبت کردن نیستند و مثلا دچار سندرم قفل‌شدگی یا locked-in هستند، کمک کند.

محدودیت عمده روش جدید، نیازمندی به الکترودی است که باید روی مغز کار گذاشته شود و از آنجا که این کار نیازمند جراحی است، فعلا فرد سالمی پیدا نمی‌شود که تن به این کار بدهد و بنابراین کاربردهای جاه‌طلبانه‌ای مثل تله‌پاتی یا مغزخوانی، دور از دسترسی به نظر می‌رسند.

پیش از این دانشمندان دیگری هم تلاش‌هایی برای یاری‌رسانی به بیماران فاقد توانایی تکلم، انجام داده بودند، مثلا فرانک گوینتر از دانشگاه بوستون سعی کرده بود سیگنال‌هایی را که کنترل شکل دهان و لب و حنجره را بر عهده دارند به صدا تبدیل کند، او این کار را در یک مورد در مورد بیماری فلجی با قرار دادن الکترود در کورتکس حرکتی تولید صدا، انجام داده بود، ولی این کار فقط می‌توانست اصوات ساده تولید کند و نه کلمات و جملات پیچیده‌تر.

دانشمند دیگری هم سعی کرده بود ارتباط با بیماران در وضعیت نباتی را از طریق پایش فعالیت مغز آنها با fMRI ممکن کند.

دستاوردهای این تحقیق تازه فعلا فقط می‌توانند امواج الکتریکی قشر شنوایی مغز را ترجمه کنند و قادر به صوتی کردن تفکر ما نیستند، بنابراین نباید فعلا از آن تعبیر به ذهن‌خوان کرد. گرچه شاید در روزهای پیش رو به کرات در رسانه‌ها با تسامح چنین نسبتی به تحقیق تازه داده شود.

منابع: نیوساینتیست – گاردین – ساینتفیک امریکن