طرق قياس نشاط دماغ الإنسان

تُعرف الآلة القادرة على قراءة نشاط الدماغ البشري بواجهة بين الدماغ والحاسوب (BCI) أو واجهة بين الدماغ والآلة (BMI). تم تصميم BCIs لإنشاء مسار اتصال مباشر بين الدماغ وجهاز خارجي ، مثل جهاز كمبيوتر أو طرف اصطناعي ، متجاوزًا الحاجة إلى مسارات الإخراج الحركية التقليدية مثل العضلات والأعصاب.

هناك أنواع مختلفة من BCIs التي يمكنها قراءة نشاط الدماغ باستخدام تقنيات مختلفة. فيما يلي بعض الطرق الشائعة الاستخدام:

تخطيط كهربية الدماغ (EEG): تتضمن هذه التقنية غير الغازية وضع أقطاب كهربائية على فروة الرأس لقياس النشاط الكهربائي الناتج عن الدماغ. يمكن لـ EEG اكتشاف أنماط الموجات الدماغية المرتبطة بالحالات أو الأفعال العقلية المختلفة.

التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI): تستخدم هذه الطريقة التصوير بالرنين المغناطيسي لقياس التغيرات في تدفق الدم في الدماغ. يوفر معلومات مكانية مفصلة حول نشاط الدماغ وغالبًا ما يستخدم في إعدادات البحث.

التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRS): يستخدم NIRS ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة لقياس التغيرات في مستويات أكسجة الدم في الدماغ. يمكن أن توفر معلومات في الوقت الفعلي حول نشاط الدماغ وهي أقل تعقيدًا من الطرق الأخرى.

الطرق الغازية: تتضمن بعض BCIs زرع أقطاب كهربائية مباشرة في أنسجة المخ. توفر هذه التقنيات الغازية ، مثل تخطيط كهربية القلب (ECoG) أو تسجيل الخلايا العصبية المفردة ، بيانات عالية الدقة ولكنها تتطلب جراحة وتستخدم عادةً في الأبحاث الطبية أو الإعدادات السريرية.

بمجرد تسجيل نشاط الدماغ ، يجب فك تشفير الإشارات وترجمتها إلى معلومات مفيدة. يتم استخدام خوارزميات التعلم الآلي المتقدمة وتقنيات معالجة الإشارات لتحليل إشارات الدماغ وتفسير نوايا المستخدم أو الحالات العقلية أو الأوامر.

تحتوي BCIs على تطبيقات متنوعة ، بما في ذلك مساعدة الأشخاص المصابين بالشلل أو الإعاقات الحركية الشديدة على التحكم في الأجهزة الخارجية ، وتمكين التواصل للأفراد الذين يعانون من متلازمة الانغلاق ، والمساعدة في إعادة التأهيل العصبي ، وتسهيل البحث في علم الأعصاب. ومع ذلك ، من المهم أن نلاحظ أنه في حين أن BCIs قد أحرزت تقدمًا كبيرًا ، فإن التكنولوجيا لا تزال في المراحل الأولى من التطوير ، وهناك قيود وتحديات تحتاج إلى معالجة للتطبيقات العملية واسعة النطاق.