Popüler Bilim

Düşünce Gücüyle Sanal Drone Uçuyor: Felçli Adamın İnanılmaz Başarısı

Bu, basit bir video oyununa benziyor olabilir ancak bu yenilikçi sistem, bir gün felçli kişilerin yaşamlarına fiziksel kontrolü geri getirme potansiyeline sahip.

Stanford ve Brown Üniversitesi’ndeki beyin cerrahları, felçli bir araştırma katılımcısının beynine mikro elektrotlar yerleştirdi ve böylece onu bir bilgisayara bağlayarak elektriksel sinyal iletimine olanak sağladı. Katılımcı, mikro elektrotlar sayesinde sadece düşünceleriyle video oyunu benzeri bir engel parkurunda sanal bir drone’u yönlendirebildi. Bu başarı, 20 Ocak’ta Nature Medicine dergisinde yayınlanan bir çalışmada ayrıntılı olarak ele alınmış ve felçli kişilerin daha önce erişemedikleri etkinliklerden faydalanabilmeleri için önemli sonuçlar doğurmuş. Belki de bir gün bağımsız hareket etme hayalini gerçeğe dönüştürebilecek.

Araştırmacılar, çalışmalarında, dört serbestlik derecesi sağlayan, baş parmağın iki boyutta kontrol edilebildiği parmak temelli yüksek performanslı bir beyin-bilgisayar arayüz sistemini geliştirdiklerini belirtti. Bilim insanları, on yılı aşkın bir süredir felçli insanlara yardımcı olmak için beyin-bilgisayar teknolojisini kullanıyor ancak parmaklarınkiler gibi karmaşık hareketleri tekrarlama konusunda tarihsel olarak zorluklarla karşılaşıyor, bu da bir Nature açıklamasına göre belirtiliyor.

Çalışmadaki katılımcı, omurilik hasarına bağlı olarak tetrapleji – vücudunun büyük bir bölümünü etkileyen ciddi bir felç türü – yaşayan 69 yaşında sağ elini kullanan bir adam. Yeni makalede detaylandırıldığı gibi mikro elektrotlar, el hareketini kontrol eden beynin sol precentral girusunda yerleştirildi. Nörocerrahlar, katılımcıdan sanal bir elin hareketlerini izlemesini istedi ve ardından yapay zeka kullanarak belirli parmak hareketleriyle ilişkili elektriksel beyin aktivitesini tespit etti.

Bu ilişkilendirme, AI sistemine istenen parmak hareketlerini tahmin etme imkanı verdi, katılımcı parmaklarını hareket ettiremese de. Dolayısıyla beyin-bilgisayar arayüzü, düşünceleriyle sanal bir elin hareketlerini kontrol etmesini sağladı. Sanal el, dikey ve yatay hareket edebilen üç segmente ayrıldı: başparmak, işaret ve orta parmak, yüzük ve serçe parmak.

“Bu, parmak hareketlerine dayalı olarak şimdiye kadar elde edilen en büyük işlevsellik düzeyidir,” diyerek açıklama yaptı Stanford Üniversitesi’nden Matthew Willsey, araştırmayı yöneten ayrıca Michigan Üniversitesi’nde (U-M), Ann Arbor’da yardımcı doçent olan. Katılımcı, bu beyin-bilgisayar arayüzü ile sanal bir uçak benzeri bir engel parkurunda, felçli olmayan kişilerin video oyunları oynarken kontrolörleri nasıl kullandığına benzer şekilde hareket ve hızı kontrol etmeyi öğrendi.

Arayüz, katılımcının parmaklarını hareket ettirmeye çalıştığında motor kortekste [beyindeki] oluşan sinyalleri alır ve yapay sinir ağı kullanarak bu niyetleri simülasyondaki sanal parmakları kontrol etmek için yorumlar,” diye ekledi Willsey. “Sonra bir sinyal gönderip sanal bir quadcopter [drone] kontrol edilir.”

“Quadcopter simülasyonu, rastgele bir seçim değildi,” çünkü katılımcının uçuşa büyük ilgisi vardı,” dedi Stanford Üniversitesi’nden Donald T. Avansino, çalışmalara katkıda bulunmuş bir diğer isim. “Hem katılımcının uçma isteğini yerine getirirken hem de birden fazla parmağın kontrolünü sergilemiştir.”

Katılımcının beynindeki mikro elektrotlar fiziksel olarak bir bilgisayara bağlanmış durumda. Daha az invazif yöntemler, elektroensefalografi (EEG, ameliyat gerektirmeyen ve beyin aktivitesini ölçen ağrısız bir teknik) dahil olmak üzere daha önce felçli hastaların video oyunları oynamasına olanak sağladı. Ancak araştırmacılar ince motor kontrolün daha iyi bir şekilde nöronlara yakın çalışarak sağlandığını öne sürüyor, U-M açıklamasına göre. Çalışmalarında beyin-bilgisayar arayüzlerinin benzer bir EEG çalışmasına göre drone’u altı kat daha doğru bir şekilde kontrol etmelerine imkan sağladığını belirttiler.

Video oyunu oynayabilme yeteneği, felçli hastalar için sosyalleşme ve boş zaman etkinliklerine katılma fırsatı sağlarken, kesin parmak kontrolü daha büyük bir potansiyel sunmaktadır.

“Beyin kontrolü ile birden fazla sanal parmağı hareket ettirebilme, her türlü şey için çok faktörlü kontrol düzenekleri anlamına gelebilir,” diye açıkladı Stanford Üniversitesi’nden Jaimie M. Henderson, çalışmada yer alan bir başka araştırmacı. “Bu, CAD yazılımını çalıştırmaktan müzik bestelemeye kadar her şeyi ifade edebilir.” Diğer bir deyişle, bu teknoloji, hastaların daha önce kendilerine imkansız olan geniş çaplı etkinlikleri ve hatta kariyerleri takip etmelerini sağlayabilir.

Star Wars karakterlerinin uzaktan nesneleri kontrol etmek için “güç” kullanmasına karşın, bilim insanları, felçli hastaların yaşamlarının kontrolünü yeniden kazanmalarını sağlamak için teknolojik ilerlemelere başvuruyor.

Bir yanıt yazın