این تیم پژوهشی با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی بلادرنگ نشان دادند که کاربران میتوانند از طریق افکار خود، یک رایانه را به طور مؤثر کنترل کنند. بر این اساس، این مطالعه نشان داد که فعالیت مغز از مسیرهای عصبی تثبیتشده پیروی میکند.
به گزارش ایتنا و به نقل از SciTechDaily، پژوهشگران دریافتند که وقتی سیستم رابط مغز و رایانه با این مسیرهای طبیعی هماهنگ طراحی شود، یادگیری استفاده از آن بسیار آسانتر میشود و فعالیت مغز برای پشتیبانی از یادگیری سازگار میگردد.
اریکا بوش، نویسنده نخست این پژوهش، در این باره میگوید: «پیامدهای این پژوهش گسترده است؛ از کمک به افراد دارای اختلالات حرکتی یا ارتباطی گرفته تا توسعه درمانهای جدید برای افسردگی یا اضطراب و ساخت نسل بعدی بازیها و فناوریهای مصرفی. مداخلاتی که بر اساس هندسه طبیعی مغز طراحی شوند، احتمالاً سریعتر، مؤثرتر و در دسترستر خواهند بود».
گفتنی است سیستمهای پیشین مبتنی بر تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی، اغلب به ده جلسه آموزشی طولانی نیاز داشتند و حتی در آن صورت، پیشرفتها نسبتاً کوچک بود و حدود یکسوم شرکتکنندگان هرگز یاد نمیگرفتند سیستم را کنترل کنند.
از چپ، نیک ترک-براون، اسمیتا کریشناسوامی و اریکا بوش
بوش و همکارانش معتقد بودند مشکل از نحوه طراحی این سیستمها ناشی میشود؛ زیرا اغلب از مغز میخواستند الگوهایی را بیاموزد که با سازمان طبیعی آن هماهنگ نبود.
برای آزمایش این ایده، پژوهشگران افراد بزرگسال سالم را برای چهار جلسه تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی استخدام کردند.
در جلسه نخست، شرکتکنندگان یک بازی ویدیویی انجام دادند که در آن با استفاده از جویاستیک، یک آواتار را در یک میدان مجازی هدایت میکردند و همزمان فعالیت مغزی آنها ثبت میشد.
این گروه پژوهشی بر مناطق مغزی درگیر در جهتیابی و حرکت فضایی متمرکز شدند و سپس الگوریتمی به نام «تی‑فیت» را به کار گرفتند که ساختار طبیعی فعالیت مغز هر فرد را شناسایی میکند.
پژوهشگران با استفاده از ساختار طبیعی مغز هر شرکتکننده، سه سیستم کنترل متفاوت برای اتصال مغز به بازی ایجاد کردند.
یکی از مسیرهای طبیعی و غالب مغز پیروی میکرد، دیگری از الگوهای طبیعی اما کمتر غالب استفاده میکرد و سومی به الگوهایی نیاز داشت که مغز به طور طبیعی تولید نمیکند.
آنها سپس یک سیستم حلقهبسته ساختند که هر دو ثانیه یک اسکن مغزی جدید را تحلیل کرده و بلافاصله آن اطلاعات را به فرمانهای حرکتی برای آواتار تبدیل میکرد.
نتایج نشان داد شرکتکنندگان در کمتر از یک ساعت یاد گرفتند آواتار را کنترل کنند، زمانی که رابط مغز و رایانه از ساختار طبیعی مغز پیروی میکرد، و در برخی موارد بسیار سریعتر. در مقابل، شرکتکنندگان نتوانستند در همان دوره زمانی، نگاشت خارج از این الگوهای طبیعی را یاد بگیرند.
گفتنی است این تأثیرات فراتر از رفتار بود. با یادگیری شرکتکنندگان، مغز آنها فعالیت خود را برای تطبیق بهتر با نیازهای رابط مغز و رایانه سازماندهی مجدد کرد.
در شرایط خاص، میزان این سازماندهی مجدد، عملکرد را پیشبینی میکرد. این تغییرات همچنین فراتر از مناطق مغزی هدفمند گسترش یافت و نشان داد که یادگیری رابط مغز و رایانه میتواند بر شبکههای عصبی گستردهتر تأثیر بگذارد.
بر اساس اظهارات پژوهشگران، این یافتهها ممکن است به توضیح این موضوع کمک کند که چرا یادگیری برخی مهارتها آسانتر از دیگران است؛ زیرا موفقیت ممکن است نه تنها به تلاش یا توانایی، بلکه به میزان هماهنگی یک کار با ساختار عصبی موجود مغز بستگی داشته باشد.
به گزارش ایتنا، کاربردهای بالقوه این پژوهش بسیار فراتر از آزمایشهای آزمایشگاهی است. در حوزه سلامت روان، این یافتهها نشان میدهد که شرایطی مانند افسردگی و اضطراب ممکن است از طریق رویکردهایی که به تدریج با الگوهای موجود مغز کار میکنند، به طور مؤثرتری درمان شوند.