پیش‌بینی الگوهای فعالیتی مغزی ممکن شد

وب سایت کلیک: برای نخستین بار دانشمندان توانستند که الگوهای فعالیتی مغز را رمزگشایی و پیش‌بینی کنند و این کار را از طریق معنای کلمات داخل جمله انجام داده‌اند. این کشف می‌تواند به درمان آسیب و ضربه‌های مغزی کمک کند و باعث شود این نوع بیماران بهتر ارتباط برقرار کنند.

این مطالعه با بهره‌گیری از fMRI در جهت اندازه‌گیری فعالیت مغزی انسان صورت گرفته است و دانشمندان با موفقیت توانستند پیش‌بینی کنند که الگوهای مغزی برای جمله‌های جدید چگونه کار می‌کنند.

اندرو اندرسون (Andrew Anderson) از محققین دانشگاه روچستر ایالات متحده اعلام کرده است: ما می‌خواستیم با استفاده از داده‌های fMRI پی ببریم که اگر یک جمله کامل را به ما بدهند آیا قادر هستیم که الگوهای مغزی منجر به یک واژه را تشخیص داده و جدا کنیم؟ به عبارتی دیگر آیا می‌توان جملات را تکه تکه کرده و به اجزای واژه‌ای آن تبدیل کنیم و سپس با استفاده از این اجزا پیش‌بینی کنیم که هر یک از آن‌ها در جمله‌های جدید چه شکلی خواهند داشت؟

وی ادامه داد: ما متوجه شدیم که می‌توان الگوهای فعالیت مغزی را پیش‌بینی کرد البته نه کاملا اما تا حدود ۷۰ درصد و این مورد پیشرفت قابل توجهی است.

این مطالعه پیشرفت‌های کلیدی را در جهت فهم این موضوع که اطلاعات چگونه داخل مغز نمایش داده می‌شوند به دست می‌دهد.

اندرسون در ادامه اضافه کرد: در مرحله نخست، ما روشی را برای پیش‌بینی الگوهای عصبی کلمات داخل جمله معرفی کردیم که این مساله بسیار پیچیده‌تر از چیزی است که مطالعات پیشین پیشنهاد کرده بودند چرا که می‌توان گفت تقریبا تنها بر یک کلمه تمرکز می‌کند و نه بر یک جمله کامل.

برای پیش‌بینی الگوهای مربوط به واژه‌های معینی داخل یک جمله، دانشمندان از یک سری عظیم از جملات استفاده کردند که تعداد بسیار زیادی از کلمات بین همه آن‌ها مشترک بود. برای مثال، جمله "خودروی سبز از پل عبور کرد" ، "مجله داخل خودرو بود" و "تصادف به خودروی زرد آسیب جدی رساند".


در این مرحله، fMRI داده‌های مربوط به ۱۴ شرکت‌کننده را حین زمانی که ۲۴۰ جمله یکسان را بدون صدای بلند می‌خواندند، جمع‌آوری کرد.

اندرسون در این باره توضیح داد: در این مورد، ما الگوی نمایشی واژه "خودرو" را با استفاده از الگوی فعالیت عصبی مرتبط با تمام جملاتی که آن واژه در آن‌ها استفاده شده بود، تخمین زدیم و الگوهای فعالیتی مغز را در سطح جملات تجزیه کردیم تا به تخمینی از الگوی نمایشی این کلمه دست پیدا کنیم.

پژوهشگران قادر بودند تا الگوهای فعالیت مجزای مربوط به هر یک از واژه‌ها را، مجددا با هم ترکیب کنند تا الگوهای مغزی را برای جملات کاملی که از به کار بردن ترکیبات جدیدی از این کلمات ساخته می‌شوند، پیش‌بینی کنند.

برای مثال، مدل کامپیوتری قاد بود تا الگوی مغزی را برای یک جمله مانند "خانواده در ساحل بازی می‌کنند" پیش‌بینی کند، حتی اگر این جمله را قبلا هرگز ندیده باشد. بلکه تنها جملات دیگری را دیده بود که این کلمات در ترکیبات متفاوتی داخل آن‌ها استفاده شده بودند، مانند "ساحل خالی است" و "دختر جوان فوتبال بازی می‌کند".

اندرسون در خاتمه گفت: شاید نه در حال حاضر و یا طی یک سال آینده، اما به مرور این مطالعه قادر خواهد بود تا به افرادی که مشکلات زبانی دارند، مانند کسانی که از آسیب‌های مغزی در اثر ضربه و یا جراحی رنج می برند، کمک کند.