لسان الكتروني يتنبأ بأقوال فاقدي النطق

دورهام (كارولاينا الشمالية) – نجح علماء اميركيون في صناعة جهاز بحجم ظفر اصبع بوسعه التنبؤ بالأصوات التي يحاول فاقدو النطق إصدارها.

وحشر العلماء في جامعة ديوك مجموعة ضخمة من أجهزة الاستشعار الصغيرة في مساحة صغيرة جدا لقراءة هذا المزيج المعقد من الإشارات الكهربائية.

ويفتح "الكلام الاصطناعي" الباب أمام مستقبل يستطيع فيه الأشخاص غير القادرين على الكلام بسبب حالات عصبية التواصل من خلال الفكر، إذ تكتشف المستشعرات العضلات التي نريد تحريكها في الشفاه واللسان والفك والحنجرة.

يقول المؤلف المشارك الكبير، عالم الأعصاب غريغوري كوجان، من جامعة ديوك: "هناك العديد من المرضى الذين يعانون من اضطرابات حركية منهكة، مثل التصلب الجانبي الضموري أو المتلازمة المنغلقة، والتي يمكن أن تضعف قدرتهم على التحدث".

وقال جوناثان فيفينتي، المؤلف المشارك ومهندس الطب الحيوي في جامعة ديوك: "نحن في مرحلة لا يزال فيها الكلام أبطأ بكثير من الكلام الطبيعي، ولكن يمكنك رؤية المسار الذي قد تتمكن من الوصول إليه".

وقام الباحثون ببناء مجموعة الأقطاب الكهربائية الخاصة بهم على بلاستيك مرن فائق النحافة من الدرجة الطبية، مع أقطاب كهربائية متباعدة بعضها عن بعض بأقل من 2 مم، والتي يمكنها اكتشاف إشارات محددة حتى من الخلايا العصبية القريبة جدًا بعضها من بعض.

وتمكن الفريق من تسجيل النشاط في القشرة الحركية للكلام في الدماغ والتي ترسل إشارات إلى عضلات الكلام بينما كان المرضى يكررون 52 كلمة لا معنى لها.

استخدم مهندس الطب الحيوي في جامعة ديوك، سوسندراكومار دورايفيل، خوارزمية التعلم الآلي لتقييم المعلومات المسجلة لتحديد مدى قدرة نشاط الدماغ على التنبؤ بالكلام المستقبلي، بحسب دراسة علمية نُشرت في مجلة "ساينس أليرت" العلمية.

وتم التنبؤ ببعض الأصوات بدقة تصل إلى 84 بالمئة، وبشكل عام كان معدل دقة وحدة فك التشفير يبلغ 40 في المئة.

ويقول كوجان: "نحن نعمل الآن على تطوير نفس النوع من أجهزة التسجيل، ولكن دون أي أسلاك...ستكون قادرًا على التحرك، ولن تضطر إلى أن تكون مقيدًا بمأخذ كهربائي، وهو أمر مثير حقًا".

وفي سياق متصل ابتكر باحثون صينيون مؤخرا حنجرة صناعية ذكية يمكن ارتداؤها، وهي قائمة على الغرافين وحساسة للكلام البشري والحركات المتعلقة بالنطق، حيث تساعد الأشخاص الذين يفقدون أصواتهم على النطق مجدداً، إذ يعمل إدراك الحنجرة الصناعية للوسائط المختلطة للإشارات الصوتية والحركات الميكانيكية، على تمكينها من الحصول على إشارات بتردد أساسي منخفض مع الحفاظ على مقاومة الضوضاء.

وأظهرت الدراسة أن الحنجرة الصناعية ذات الوسائط المختلطة يمكنها اكتشاف عناصر الكلام الأساسية (الصوتيات والنغمات والكلمات) بمتوسط دقة يبلغ 99 في المئة.