Beyin-bilgisayar arayüzleri: Engellilerin hayatında bir dönüm noktası mı? Mario Kart gibi bir yarış oyunu oynadığınızı ve bir turdaki karmaşık dönüşleri sadece beyninizi kullanarak yaptığınızı hayal edin.
Bu artık bir video oyunu fantezisi değil. Austin’deki Teksas Üniversitesinde mühendisler tarafından geliştirilen gerçek bir program, motor engelli insanları iyileştirmeye yardımcı olmak için beyin-bilgisayar arayüzleri araştırmasının bir parçası olarak ortaya çıktı. Bundan da önemlisi, araştırmacılar beyin-bilgisayar arayüzlerine makine öğrenimi yeteneklerini ekleyerek bu arayüzleri herkese adapte olabilen tek boyutlu bir çözüm haline getirdi.
Motor engelliler için umut
Tipik olarak bu cihazlar her kullanıcı için kapsamlı bir kalibrasyon (ölçümleme) gerektirmektedir. Kullanıcının sağlıklı ya da engelli olması fark etmeksizin her beyinin farklı olması, ana akım benimsemesinin önünde büyük bir engel oluşturmuştur. Geliştirilen bu çözüm, bireysel bir deneğin gereksinimlerini çabucak anlayabilir ve tekrarlayarak kendi kendini kalibre edebilir. Bu da birden fazla hastanın cihazı kişiye özel bir ayarlama gerektirmeden kullanabileceği anlamına gelmektedir.
İlgini çekebilir: Beyinlerimiz büyüyor mu? Yoksa küçülüyor mu?
Cockrell Mühendislik Okulu Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü ve Dell Tıp Okulu Nöroloji Bölümü profesörlerinden José del R. Millán’ın laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olan Satyam Kumar, “Bunu klinik bir ortamda düşündüğümüzde, bu teknoloji sayesinde uzun ve sıkıcı olan bu kalibrasyon işlemini yapmak için uzman bir ekibe ihtiyacımız kalmayacak. Hastadan hastaya geçmek çok daha hızlı olacak.” diyor.1
Elektrotlar ve kod çözücüler
Denekler, bir bilgisayara bağlanan elektrotlarla dolu bir başlık takıyor. Elektrotların beyinden gelen elektrik sinyallerini ölçerek veri toplamasının ardından kod çözücü bu bilgileri yorumlayarak oyun eylemine dönüştürüyor.
Bu durumda eylemler iki yönlüdür: Birincisi, bir araba yarışı oyununu kontrol etmek, ikincisi ise daha basit bir görev olan dijital bir çubuğun sol ve sağ taraflarını dengelemektir. Ancak, her iki görev de beyin-bilgisayar arayüzü aracılığıyla gerçekleştirilmektedir.
Bir uzman, bu arayüzün beyin dalgalarını komutlara çevirmesini sağlayan daha basit çubuk görevi için özel bir “kod çözücü” geliştirmek üzere eğitilmiştir. Bu kod çözücü, diğer kullanıcılar için bir temel görevi yerine getirir ve uzun kalibrasyon sürecinden kaçınmanın anahtarı olabilir.
Kod çözücü, kullanıcıların beyin sinyallerini alır ve bu sinyalleri oyun eylemlerine dönüştürür. Örneğin, kullanıcının düşündüğü sol ve sağ yönlere göre dijital çubuğun hareketini kontrol edebilir. Bu temel görev, arayüzün kullanıcıların beyin dalgalarını doğru şekilde yorumlamasına yardımcı olur ve daha karmaşık görevler için bir temel oluşturur.
Daha da önemlisi, kod çözücü, deneklerin daha karmaşık araba yarışı oyununu kontrol etmek gibi daha ileri düzeydeki görevler için de aynı anda eğitilmesini sağlayacak kadar başarılı bir şekilde çalışır. Bu, kullanıcıların becerilerini geliştirmelerine ve beyin-bilgisayar arayüzüyle etkileşimlerini iyileştirmelerine yardımcı olur.
Araştırmacılar bu çalışmayı, daha ileri beyin-bilgisayar arayüzü gelişmeleri için ortam yaratması açısından temel olarak nitelendirdi. Bu projede kullanılan deneklerin 18’inde motor bozukluğu bulunmamaktaydı. Sonunda, bu yolda ilerlemeye devam edildikçe bunu klinik ortamlarda daha büyük gruplara uygulamak için motor bozukluğu olan kişiler üzerinde test edecekler.
Millán, “Bir yandan engelli insanlara yardımcı olmak için beyin-bilgisayar arayüzünü klinik alana taşımak istiyoruz, diğer yandan da engelli insanlar üzerindeki etkisinin daha güçlü olması için teknolojimizi geliştirerek kullanımını kolaylaştırmamız gerekiyor.” dedi.
Beyin-bilgisayar arayüzleri: Araştırmanın geleceği
Araştırmanın tercüme edilmesi tarafında ise Millán ve ekibi, kullanıcıların beyin-bilgisayar arayüzü ile kullanabilecekleri bir tekerlekli sandalye üzerinde çalışmalarını sürdürüyor. Araştırmacıların bu ay “South by Southwest Konferansı ve Festivali”nde, el ve kol için iki rehabilitasyon robotunu kontrol etmesi teknolojinin başka bir potansiyel kullanımını gösterdi. Bu, yeni makalenin bir parçası değildi ancak bu teknolojinin gelecekte nereye varabileceğinin bir işaretiydi. Birkaç kişi gönüllü oldu ve beyin kontrollü robotları dakikalar içinde çalıştırmayı başardı.
Millán ve ekibinin çalışmaları, kullanıcıların beyin-bilgisayar arayüzü ile yönlendirdikleri tekerlekli sandalye üzerindeki araştırmalarıyla dikkat çekiyor. Özellikle, “South by Southwest Konferansı ve Festivali”nde gerçekleştirdikleri sunum, el ve kol için geliştirdikleri iki rehabilitasyon robotunun kontrol edilmesiyle teknolojinin geniş bir kullanım alanına işaret ediyor. Bu sunum, henüz yeni bir makalenin parçası olmasa da, ileride bu teknolojinin nereye gidebileceğine dair bir işaret niteliği taşıyor.
Gönüllülerin katılımıyla gerçekleştirilen deneyler, beyin kontrollü robotların sadece dakikalar içinde nasıl çalıştırılabileceğini gösterdi. Bu sonuçlar, Millán ve ekibinin yaptığı çalışmaların potansiyelini ve gelecekteki etkilerini göstermektedir. Beyin-bilgisayar arayüzleri ve robotik teknolojilerin bu şekilde bir araya getirilmesi, engellilerin yaşam kalitesini artırmak için büyük bir potansiyel sunmaktadır.
İlgini çekebilir: Nörobilim başarımızı nasıl etkiler?
Millán, “Bu teknolojinin amacı insanlara yardım etmek, günlük yaşamlarında onlara yardımcı olmak.” dedi. “İnsanlara yardım etme arayışında bizi nereye götürürse götürsün bu yolda ilerlemeye devam edeceğiz.” diyerek sözlerine devam etti. 2
Referanslar
- Satyam Kumar, Hussein Alawieh, Frigyes Samuel Racz, Rawan Fakhreddine, José del R Millán, Transfer learning promotes acquisition of individual BCI skills, PNAS Nexus, Volume 3, Issue 2, February 2024, pgae076, https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgae0766 ↩︎
- University of Texas at Austin. (2024, April 1). Universal brain-computer interface lets people play games with just their thoughts. ScienceDaily. Retrieved April 2, 2024 from www.sciencedaily.com/releases/2024/04/240401142454.htm ↩︎
Bir yanıt yazın