الشبكة اليمنية للعلوم والبيئة (يمن ساينس) موقع يهتم بأخبار العلوم والتكنولوجيا والصحة والبيئة والسكان
مقالات مشابهة
طور باحثون في مركز الأبحاث الألماني للقرود (ليبينز) في غوتنغن بروتوكولًا تدريبيًا جديدًا لواجهات الدماغ الحاسوبية، يتيح تحكمًا دقيقًا في الأيدي الاصطناعية باستخدام إشارات الدماغ فقط. في هذا الإنجاز العلمي، أثبت الباحثون ولأول مرة أن الإشارات العصبية المسؤولة عن تحديد أوضاع اليدين تلعب دورًا رئيسيًا في التحكم بالأطراف الاصطناعية، وليس الإشارات المسؤولة عن سرعة الحركة كما كان يُعتقد سابقًا. هذه النتائج تعدّ أساسية لتحسين دقة التحكم في الأطراف العصبية الاصطناعية، مما يتيح للأشخاص الذين يعانون من الشلل استعادة جزء من حركتهم المفقودة.
يعتمد جزء كبير من حياتنا اليومية على التحكم الدقيق في الحركات، مثل حمل الأكياس أو إدخال خيط في إبرة. هذه المهارات اليدوية تعتبر أمرًا بديهيًا حتى نفقد القدرة على التحكم بها، كما يحدث للأشخاص المصابين بالشلل أو بأمراض عصبية مثل التصلب الجانبي الضموري (ALS).
ولطالما سعى العلماء إلى تطوير الأطراف الاصطناعية العصبية، التي قد تعيد الحركة للأشخاص ذوي الإعاقة عبر توصيلات عصبية متقدمة تتجاوز الأعصاب التالفة، ما يتيح ترجمة الإشارات الدماغية إلى حركات ميكانيكية. إلا أن اليد الاصطناعية بشكل خاص كانت تفتقر إلى المهارات الحركية الدقيقة التي تجعلها عملية وفعّالة في الحياة اليومية.
يقول أندريس أغوديلو-تورو، الباحث في مختبر البيولوجيا العصبية في مركز الأبحاث الألماني للقرود والمؤلف الرئيسي للدراسة: “مدى كفاءة الأطراف الاصطناعية يعتمد بشكل أساسي على البيانات العصبية التي يلتقطها النظام الحاسوبي”. وأضاف: “الدراسات السابقة ركزت على الإشارات التي تتحكم في سرعة الحركة، ولكننا أردنا معرفة ما إذا كانت الإشارات التي تحدد أوضاع اليد أفضل في التحكم بالأطراف الاصطناعية.”
أجريت الدراسة على قرود الريسوس (Macaca mulatta)، التي تتميز بنظام عصبي وبصري متطور وقدرات حركية دقيقة، مما يجعلها مناسبة لدراسة حركات الإمساك. درب العلماء قردين على تحريك يد افتراضية على شاشة، مستخدمين قفازًا مزودًا بحساسات مغناطيسية لتسجيل حركات يد القردين أثناء أداء المهام، مما ساعد في نقل حركاتهم إلى الصورة الافتراضية.
في المرحلة التالية، درب الباحثون القردين على التحكم باليد الافتراضية عبر “تخيل” الحركات، وقاموا بقياس النشاط العصبي في مناطق الدماغ المسؤولة عن حركات اليدين. تم التركيز على الإشارات التي تحدد أوضاع الأصابع، وقاموا بتكييف خوارزمية واجهة الدماغ الحاسوبية لتترجم هذه الإشارات إلى حركة دقيقة.
يشرح أندريس أغوديلو-تورو: “قمنا بتكييف الخوارزمية بحيث لا تكتفي بالتركيز على الهدف النهائي للحركة، بل على مسار الحركة أيضًا، ما ساهم في تحقيق دقة أعلى”.
وتمكن الباحثون من مقارنة حركات اليد الافتراضية بالبيانات التي سجلتها حركات اليد الحقيقية، حيث كانت النتائج متطابقة بدقة. ووفقًا للدكتور هانزجورج شيربيرغر، رئيس مختبر البيولوجيا العصبية والمشرف على الدراسة، فإن هذه النتائج ستمكن من تحسين أداء واجهات الدماغ الحاسوبية وزيادة دقة التحكم في الأطراف الاصطناعية العصبية.
الدراسة حظيت بدعم من مؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG) ومن مشروع “بي كراتوس” الممول من الاتحاد الأوروبي في إطار برنامج Horizon 2020.
