واجهة الدماغ والحاسوب

الموسوعة الحرة

واجهة الدماغ والحاسوب ( BCI )، والتي تسمى أحيانًا واجهة الدماغ والآلة ( BMI )، هي رابط اتصال مباشر بين النشاط الكهربائي للدماغ وجهاز خارجي، وغالبًا ما يكون جهاز كمبيوتر أو طرفًا آليًا. غالبًا ما يتم توجيه BCIs إلى البحث أو رسم الخرائط أو المساعدة أو التعزيز أو إصلاح الوظائف المعرفية أو الحسية الحركية البشرية . [1] غالبًا ما يتم تصورها على أنها واجهة بين الإنسان والآلة تتخطى الوسيط المتمثل في تحريك أجزاء الجسم (الأيدي ...)، على الرغم من أنها تثير أيضًا إمكانية محو التمييز بين الدماغ والآلة . تتراوح تطبيقات BCI من غير الجراحية ( EEG و MEG و MRI ) والتوغلية جزئيًا ( ECoG والأوعية الدموية الداخلية) إلى الغازية ( مجموعة الأقطاب الكهربائية الدقيقة )، بناءً على مدى قرب الأقطاب الكهربائية من أنسجة المخ فعليًا. [2]

بدأت الأبحاث حول واجهة الدماغ والحاسوب في سبعينيات القرن العشرين بواسطة جاك فيدال في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس (UCLA) بموجب منحة من مؤسسة العلوم الوطنية ، تلاها عقد من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة ( DARPA ). [3] [4] قدمت ورقة فيدال عام 1973 تعبير واجهة الدماغ والحاسوب في الأدبيات العلمية.

بسبب مرونة القشرة المخية، يمكن للمخ التعامل مع الإشارات الصادرة عن الأطراف الاصطناعية المزروعة بعد التكيف مثل قنوات الاستشعار أو المؤثر الطبيعية. [5] بعد سنوات من التجارب على الحيوانات، تم زرع أول أجهزة عصبية اصطناعية في البشر في منتصف التسعينيات.

حققت الدراسات في التفاعل بين الإنسان والحاسوب من خلال تطبيق التعلم الآلي على السمات الزمنية الإحصائية المستخرجة من بيانات موجات الدماغ في الفص الجبهي ( تخطيط كهربية الدماغ ) نجاحًا في تصنيف الحالات العقلية (المسترخية، المحايدة، المركزة)، [6] والحالات العاطفية العقلية (السلبية، المحايدة، الإيجابية)، [7] واضطراب نظم المهاد القشري . [8]

تاريخ

يبدأ تاريخ واجهات الدماغ والحاسوب باكتشاف هانز بيرجر للنشاط الكهربائي للدماغ وتطوير تخطيط كهربية الدماغ. في عام 1924، كان بيرجر أول من سجل نشاط الدماغ البشري باستخدام تخطيط كهربية الدماغ. كان بيرجر قادرًا على تحديد النشاط التذبذبي ، مثل الموجة ألفا (8-13 هرتز)، من خلال تحليل آثار تخطيط كهربية الدماغ.

كان أول جهاز تسجيل ابتكره بيرجر بدائيًا. فقد أدخل أسلاكًا فضية تحت فروة رأس مرضاه. ثم استُبدلت هذه الأسلاك لاحقًا برقائق فضية مثبتة على رأس المريض بواسطة ضمادات مطاطية. ثم قام بيرجر بتوصيل هذه المستشعرات بمقياس كهربائي شعري من إنتاج شركة ليبمان ، وكانت النتائج مخيبة للآمال. ومع ذلك، فقد أدت أجهزة القياس الأكثر تطورًا، مثل جهاز قياس الجهد الكهربي ثنائي الملف من إنتاج شركة سيمنز ، والذي كان يعرض جهدًا كهربائيًا صغيرًا يصل إلى 10-4 فولت ، إلى تحقيق النجاح.

قام بيرجر بتحليل العلاقة المتبادلة بين التناوبات في مخططات موجات تخطيط كهربية الدماغ وأمراض الدماغ . وقد أتاحت مخططات كهربية الدماغ إمكانيات جديدة تمامًا لأبحاث الدماغ.

على الرغم من أن المصطلح لم يكن قد تم صياغته بعد، إلا أن أحد أقدم الأمثلة على واجهة الدماغ الآلية العاملة كانت مقطوعة موسيقى للأداء المنفرد (1965) للملحن الأمريكي ألفين لوسير . تستخدم القطعة أجهزة تخطيط كهربية الدماغ ومعالجة الإشارات التناظرية (المرشحات والمكبرات ولوحة الخلط) لتحفيز آلات الإيقاع الصوتية. يتطلب أداء القطعة إنتاج موجات ألفا وبالتالي "عزف" الآلات المختلفة عبر مكبرات الصوت الموضوعة بالقرب من الآلات أو عليها مباشرة. [9]

صاغ فيدال مصطلح "BCI" وأنتج أول منشورات تمت مراجعتها من قبل الأقران حول هذا الموضوع. [3] [4] وهو معروف على نطاق واسع بأنه مخترع BCIs. [10] [11] [12] أشارت إحدى المراجعات إلى أن ورقة فيدال لعام 1973 ذكرت "تحدي BCI" [13] للتحكم في الأشياء الخارجية باستخدام إشارات تخطيط كهربية الدماغ، وخاصة استخدام إمكانات التباين السلبي الطارئ (CNV) كتحدٍ للتحكم في BCI. كانت تجربة فيدال عام 1977 هي أول تطبيق لـ BCI بعد تحدي BCI عام 1973. كان عبارة عن تحكم غير جراحي بتخطيط كهربية الدماغ (في الواقع إمكانات مستحثة بصريًا (VEP)) لكائن رسومي يشبه المؤشر على شاشة الكمبيوتر. كان العرض عبارة عن حركة في متاهة. [14]

كان عام 1988 هو أول عرض للتحكم غير الجراحي في رسم كهربية الدماغ لجسم مادي، وهو روبوت. أظهرت التجربة التحكم في رسم كهربية الدماغ لدورات متعددة من الحركة، على طول مسار عشوائي محدد بخط مرسوم على الأرض. كان سلوك اتباع الخط هو السلوك الافتراضي للروبوت، باستخدام الذكاء المستقل ومصدر الطاقة المستقل. [15] [16] [17] [18]

في عام 1990، تم تقديم تقرير عن واجهة الدماغ والحاسوب ذات الحلقة المغلقة، ثنائية الاتجاه، التكيفية التي تتحكم في جرس الكمبيوتر من خلال إمكانات دماغية استباقية، وهي إمكانات التباين السلبي الطارئ (CNV). [19] [20] وصفت التجربة كيف استخدمت حالة التوقع في الدماغ، والتي تتجلى من خلال CNV، حلقة تغذية مرتدة للتحكم في الجرس S2 في نموذج S1-S2-CNV. تم تسمية الموجة المعرفية الناتجة التي تمثل تعلم التوقع في الدماغ باسم مخطط كهربية الدماغ (EXG). كانت إمكانات الدماغ CNV جزءًا من تحدي فيدال عام 1973.

أشارت الدراسات التي أجريت في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين إلى قدرة التحفيز العصبي على استعادة الاتصال الوظيفي والسلوكيات المرتبطة به من خلال تعديل الآليات الجزيئية. [21] [22] فتح هذا الباب أمام مفهوم مفاده أن تقنيات واجهة الدماغ والحاسوب قد تكون قادرة على استعادة الوظيفة.

ابتداءً من عام 2013، قامت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة بتمويل تقنية واجهة الدماغ والحاسوب من خلال مبادرة BRAIN، والتي دعمت عمل فرق بما في ذلك المركز الطبي لجامعة بيتسبرغ ، [23] وParadromics، [24] و Brown، [25] وSynchron. [26]

الأطراف الصناعية العصبية

تعد الأطراف الاصطناعية العصبية أحد مجالات علوم الأعصاب المعنية بالأطراف الاصطناعية العصبية، أي استخدام الأجهزة الاصطناعية لاستبدال وظيفة الجهاز العصبي المتضرر والمشاكل المرتبطة بالدماغ، أو الأعضاء الحسية أو الأعضاء الأخرى (المثانة والحجاب الحاجز وما إلى ذلك). اعتبارًا من ديسمبر 2010، تم زرع قوقعة الأذن كأجهزة اصطناعية عصبية في حوالي 736900 شخص في جميع أنحاء العالم. [27] تهدف الأجهزة الاصطناعية العصبية الأخرى إلى استعادة الرؤية، بما في ذلك غرسات الشبكية . ومع ذلك، كان أول جهاز اصطناعي عصبي هو جهاز تنظيم ضربات القلب .

تُستخدم المصطلحات أحيانًا بالتبادل. تسعى الأطراف الاصطناعية العصبية وواجهات الدماغ والحاسوب إلى تحقيق نفس الأهداف، مثل استعادة البصر والسمع والحركة والقدرة على التواصل وحتى الوظيفة الإدراكية . [1] يستخدم كلاهما أساليب تجريبية وتقنيات جراحية مماثلة.

البحث الحيواني

تمكنت العديد من المختبرات من قراءة الإشارات من قشرة المخ لدى القردة والفئران لتشغيل واجهات الدماغ والحاسوب لإنتاج الحركة. حركت القردة مؤشرات الكمبيوتر وأمرت الأذرع الآلية بأداء مهام بسيطة بمجرد التفكير في المهمة ورؤية النتائج، دون إخراج حركي. [28] في مايو 2008، نُشرت صور أظهرت قردًا في المركز الطبي بجامعة بيتسبرغ وهو يشغل ذراعًا آلية عن طريق التفكير في دراسات متعددة. [29] كما تم استخدام الأغنام لتقييم تقنية واجهات الدماغ والحاسوب بما في ذلك Stentrode من Synchron.

في عام 2020، تم زرع جهاز Neuralink الخاص بإيلون ماسك بنجاح في خنزير. [30] في عام 2021، أعلن ماسك أن الشركة نجحت في تمكين قرد من لعب ألعاب الفيديو باستخدام جهاز Neuralink. [31]

العمل المبكر

قرد يستخدم ذراعًا آلية ذات واجهة بين الدماغ والحاسوب (مختبر شوارتز، جامعة بيتسبرغ)

في عام 1969، أظهرت دراسات التكييف الإجرائي التي أجراها فيتز وآخرون في مركز أبحاث الرئيسيات الإقليمي وقسم الفسيولوجيا والفيزياء الحيوية بكلية الطب بجامعة واشنطن أن القرود يمكنها أن تتعلم التحكم في انحراف ذراع التغذية الراجعة الحيوية من خلال النشاط العصبي. [32] أثبتت أعمال مماثلة في سبعينيات القرن العشرين أن القرود يمكنها أن تتعلم التحكم في معدلات إطلاق الخلايا العصبية الفردية والمتعددة في القشرة الحركية الأولية إذا تم مكافأتها وفقًا لذلك. [33]

يعود تاريخ الخوارزميات المستخدمة لإعادة بناء الحركات من الخلايا العصبية في القشرة الحركية ، والتي تتحكم في الحركة، إلى سبعينيات القرن العشرين. ففي ثمانينيات القرن العشرين، وجد جورجوبولوس في جامعة جونز هوبكنز علاقة رياضية بين الاستجابات الكهربائية للخلايا العصبية الفردية في القشرة الحركية لدى قرود المكاك الريسوس والاتجاه الذي تحركت فيه أذرعها. كما وجد أن مجموعات متفرقة من الخلايا العصبية، في مناطق مختلفة من أدمغة القرود، تتحكم بشكل جماعي في الأوامر الحركية. وكان قادرًا على تسجيل إطلاق الخلايا العصبية في منطقة واحدة فقط في كل مرة، بسبب قيود المعدات. [34]

تمكنت عدة مجموعات من التقاط إشارات معقدة من قشرة الدماغ الحركية عن طريق التسجيل من مجموعات عصبية (مجموعات من الخلايا العصبية) واستخدامها للتحكم في الأجهزة الخارجية. [ بحاجة لمصدر ]

بحث

كينيدي ويانغ دان

قام فيليب كينيدي (مؤسس الإشارات العصبية (1987)) وزملاؤه ببناء أول واجهة بين الدماغ والحاسوب داخل القشرة المخية عن طريق زرع أقطاب مخروطية عصبية في القرود. [ بحاجة لمصدر ]

تسجيلات يانغ دان وزملائه لرؤية القطط باستخدام واجهة الدماغ والدماغ المزروعة في النواة الركبية الجانبية (الصف العلوي: الصورة الأصلية؛ الصف السفلي: التسجيل)

في عام 1999، فك يانغ دان وآخرون في جامعة كاليفورنيا في بيركلي شفرة إطلاق الخلايا العصبية لإعادة إنتاج صور من القطط. استخدم الفريق مجموعة من الأقطاب الكهربائية المضمنة في المهاد (الذي يدمج المدخلات الحسية للدماغ). استهدف الباحثون 177 خلية دماغية في منطقة النواة الركبية الجانبية للمهاد ، والتي تفك شفرة الإشارات من شبكية العين . تم تسجيل إطلاق الخلايا العصبية من مشاهدة ثمانية أفلام قصيرة. باستخدام المرشحات الرياضية، فك الباحثون شفرة الإشارات لإعادة بناء مشاهد يمكن التعرف عليها وأشياء متحركة. [35]

نيكوليليس

ويدعو ميغيل نيكوليليس، أستاذ جامعة ديوك، إلى استخدام أقطاب كهربائية متعددة موزعة على مساحة أكبر من الدماغ للحصول على إشارات عصبية.

بعد دراسات أولية أجريت على الفئران خلال تسعينيات القرن العشرين، طور نيكوليليس وزملاؤه أجهزة كمبيوتر تفاعلية قادرة على فك شفرة نشاط المخ لدى قرود البومة واستخدموا هذه الأجهزة لإعادة إنتاج حركات القرود في أذرع آلية. وقد جعلت قدرات القرود المتقدمة في الوصول والإمساك ومهارات التلاعب باليد منها كائنات اختبار جيدة.

بحلول عام 2000، نجحت المجموعة في بناء واجهة دماغية وحسية تعيد إنتاج حركات قرد البومة بينما كان القرد يشغل عصا التحكم أو يمد يده إلى الطعام. [36] تعمل واجهة الدماغ والحاسوب في الوقت الفعلي ويمكنها التحكم عن بعد في روبوت منفصل. لكن القرود لم تتلق أي ردود فعل ( واجهة دماغية وحسية وحسية مفتوحة الحلقة ).

مخطط واجهة الدماغ والحاسوب التي طورها ميغيل نيكوليليس وزملاؤه لاستخدامها على قرود الريسوس

تضمنت التجارب اللاحقة على قرود الريسوس ردود الفعل وإعادة إنتاج حركات الوصول والإمساك بالقرد في ذراع الروبوت. جعلت أدمغتهم المشقوقة والمتجعدة بعمق نماذج أفضل لعلم وظائف الأعصاب البشري من قرود البومة. تم تدريب القرود على الوصول والإمساك بالأشياء على شاشة الكمبيوتر عن طريق التلاعب بعصا التحكم بينما تم إخفاء الحركات المقابلة بواسطة ذراع الروبوت. [37] [38] تم عرض الروبوت على القرود لاحقًا وتعلموا التحكم فيه من خلال مشاهدة تحركاته. استخدمت واجهة الدماغ والحاسوب تنبؤات السرعة للتحكم في حركات الوصول وتوقعت في نفس الوقت قوة الإمساك .

في عام 2011، أظهر أودوهيرتي وزملاؤه واجهة دماغية حاسوبية مع ردود فعل حسية مع قرود الريسوس. حيث سيطر القرد على موضع ذراع الصورة الرمزية أثناء تلقي ردود فعل حسية من خلال التحفيز داخل القشرة (ICMS) المباشر في منطقة تمثيل الذراع في القشرة الحسية . [39]

دونوغو، شوارتز، وأندرسن

تشكل واجهات الدماغ والحاسوب محوراً أساسياً لاهتمامات معهد كارني لعلوم الدماغ في جامعة براون .

تشمل المختبرات الأخرى التي طورت واجهات الدماغ والحاسبات الآلية وخوارزميات فك تشفير إشارات الخلايا العصبية جون دونوغو في معهد كارني لعلوم الدماغ في جامعة براون ، وأندرو شوارتز في جامعة بيتسبرغ ، وريتشارد أندرسن في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا . أنتج هؤلاء الباحثون واجهات الدماغ والحاسبات الآلية العاملة باستخدام إشارات مسجلة من عدد أقل بكثير من الخلايا العصبية مقارنة بنيوكليليس (15-30 خلية عصبية مقابل 50-200 خلية عصبية).

أفاد معهد كارني بتدريب قرود الريسوس على استخدام واجهة الدماغ والدماغ لتتبع الأهداف البصرية على شاشة الكمبيوتر (واجهة الدماغ والدماغ ذات الحلقة المغلقة) مع أو بدون عصا تحكم. [40] أنشأت المجموعة واجهة الدماغ والدماغ للتتبع ثلاثي الأبعاد في الواقع الافتراضي وأعادت إنتاج التحكم في واجهة الدماغ والدماغ في ذراع آلية. [41] أظهرت نفس المجموعة أن القرد يمكنه إطعام نفسه قطعًا من الفاكهة والمارشميلو باستخدام ذراع آلية يتم التحكم فيها بواسطة إشارات دماغ الحيوان. [42] [43] [44]

استخدمت مجموعة أندرسن تسجيلات لنشاط ما قبل الحركة من القشرة الجدارية الخلفية ، بما في ذلك الإشارات التي تم إنشاؤها عندما توقع الحيوانات التجريبية تلقي مكافأة. [45]

أبحاث أخرى

بالإضافة إلى التنبؤ بالمعلمات الحركية والحركية لحركات الأطراف، فإن أجهزة BCI التي تتنبأ بالنشاط الكهربائي العضلي أو الكهربائي لعضلات الرئيسيات قيد التطوير. [46] يمكن لمثل هذه الأجهزة BCI استعادة الحركة في الأطراف المشلولة عن طريق تحفيز العضلات كهربائيًا.

أثبت نيكوليليس وزملاؤه أن المجموعات العصبية الكبيرة يمكنها التنبؤ بموضع الذراع. سمح هذا العمل لواجهات الدماغ والحاسوب بقراءة نوايا حركة الذراع وترجمتها إلى حركات المحرك. قامت كارمينا وزملاؤها [37] ببرمجة واجهة دماغ وحاسوب تسمح للقرد بالتحكم في حركات الوصول والإمساك بواسطة ذراع آلية. زعم ليبديف وزملاؤه أن شبكات الدماغ تعيد تنظيم نفسها لإنشاء تمثيل جديد للزائدة الآلية بالإضافة إلى تمثيل أطراف الحيوان نفسه. [38]

في عام 2019، أفادت دراسة عن واجهة الدماغ والدماغ التي لديها القدرة على مساعدة المرضى الذين يعانون من ضعف الكلام الناجم عن اضطرابات عصبية. استخدمت واجهة الدماغ والدماغ الخاصة بهم تخطيط كهربية قشر الدماغ عالي الكثافة لاستخراج النشاط العصبي من دماغ المريض واستخدمت التعلم العميق لتوليف الكلام. [47] [48] في عام 2021، أفاد هؤلاء الباحثون بإمكانية استخدام واجهة الدماغ والدماغ لفك تشفير الكلمات والجمل لدى مريض مصاب بفقدان القدرة على الكلام لأكثر من 15 عامًا. [49] [50]

إن أكبر عائق أمام تقنية BCI هو عدم وجود وسيلة استشعار توفر وصولاً آمنًا ودقيقًا وقويًا لإشارات الدماغ. إن استخدام جهاز استشعار أفضل يوسع نطاق وظائف الاتصال التي يمكن توفيرها باستخدام BCI.

إن تطوير وتنفيذ نظام BCI أمر معقد ويستغرق وقتًا طويلاً. واستجابةً لهذه المشكلة، عمل جيرفين شالك على تطوير BCI2000 ، وهو نظام عام الغرض لأبحاث BCI، منذ عام 2000. [51]

يستخدم نهج "لاسلكي" جديد قنوات أيونية محكومة بالضوء مثل رودوبسين القناة للتحكم في نشاط مجموعات فرعية محددة وراثيًا من الخلايا العصبية في الجسم الحي . في سياق مهمة تعلم بسيطة، أثرت إضاءة الخلايا المحولة في القشرة الحسية الجسدية على عملية اتخاذ القرار لدى الفئران. [52]

أدت واجهات الدماغ والحاسب الآلي إلى فهم أعمق للشبكات العصبية والجهاز العصبي المركزي . أفادت الأبحاث أنه على الرغم من ميل علماء الأعصاب إلى الاعتقاد بأن الخلايا العصبية لها التأثير الأكبر عند العمل معًا، إلا أنه يمكن تكييف الخلايا العصبية الفردية من خلال استخدام واجهات الدماغ والحاسب الآلي لإطلاق النار في نمط يسمح للرئيسيات بالتحكم في المخرجات الحركية. أدت واجهات الدماغ والحاسب الآلي إلى تطوير مبدأ قصور الخلية العصبية الفردية الذي ينص على أنه حتى مع معدل إطلاق مضبوط جيدًا، لا يمكن للخلايا العصبية الفردية حمل سوى معلومات محدودة وبالتالي يتم تحقيق أعلى مستوى من الدقة من خلال تسجيل إطلاق المجموعة. تشمل المبادئ الأخرى التي تم اكتشافها باستخدام واجهات الدماغ والحاسب الآلي مبدأ تعدد المهام العصبية، ومبدأ الكتلة العصبية، ومبدأ الانحطاط العصبي، ومبدأ اللدونة. [53]

تم اقتراح استخدام واجهات الدماغ والحاسوب من قبل المستخدمين غير المعاقين. تسمح واجهات الدماغ والحاسوب السلبية بتقييم وتفسير التغييرات في حالة المستخدم أثناء التفاعل بين الإنسان والحاسوب ( HCI ). في حلقة تحكم ثانوية ضمنية، يتكيف النظام مع المستخدم، مما يحسن قابليته للاستخدام . [54]

من الممكن استخدام أنظمة BCI لتشفير الإشارات من المحيط. تتيح أجهزة BCI الحسية هذه اتخاذ قرارات في الوقت الفعلي ذات صلة بالسلوك بناءً على التحفيز العصبي المغلق. [55]

جائزة BCI

تُمنح جائزة BCI للأبحاث سنويًا تقديرًا للأبحاث المبتكرة. وفي كل عام، يُطلب من أحد مختبرات الأبحاث المشهورة الحكم على المشاريع. وتتكون لجنة التحكيم من خبراء BCI الذين يتم تعيينهم من قبل ذلك المختبر. وتختار لجنة التحكيم اثني عشر مرشحًا، ثم تختار الفائز بالمركز الأول والثاني والثالث، والذين يحصلون على جوائز بقيمة 3000 دولار و2000 دولار و1000 دولار على التوالي.

البحث البشري

واجهات الدماغ والحاسوب الغازية

تتطلب تقنية BCI التدخلية إجراء عملية جراحية لزرع أقطاب كهربائية تحت فروة الرأس للوصول إلى إشارات الدماغ. الميزة الرئيسية هي زيادة الدقة. تشمل الجوانب السلبية الآثار الجانبية للجراحة، بما في ذلك الأنسجة الندبية التي يمكن أن تعيق إشارات الدماغ أو قد لا يقبل الجسم الأقطاب الكهربائية المزروعة. [56]

رؤية

لقد استهدفت أبحاث واجهة الدماغ والدماغ التدخلية إصلاح البصر التالف وتوفير وظائف جديدة للأشخاص المصابين بالشلل. يتم زرع واجهة الدماغ والدماغ التدخلية مباشرة في المادة الرمادية من الدماغ أثناء جراحة الأعصاب. نظرًا لأنها تقع في المادة الرمادية، فإن الأجهزة التدخلية تنتج إشارات ذات جودة أعلى من أجهزة واجهة الدماغ والدماغ ولكنها عرضة لتراكم الأنسجة الندبية ، مما يتسبب في إضعاف الإشارة أو اختفائها، حيث يتفاعل الجسم مع الجسم الغريب. [57]

في علم الرؤية ، تم استخدام الغرسات الدماغية المباشرة لعلاج العمى غير الخلقي (المكتسب). كان أحد أوائل العلماء الذين أنتجوا واجهة دماغية عاملة لاستعادة البصر هو الباحث الخاص ويليام دوبيل . تم زرع أول نموذج أولي لدوبيل في "جيري"، وهو رجل أعمى في مرحلة البلوغ، في عام 1978. تم زرع واجهة دماغية واحدة تحتوي على 68 قطبًا كهربائيًا على القشرة البصرية لجيري ونجحت في إنتاج الفوسفين ، وهو الإحساس برؤية الضوء. تضمن النظام كاميرات مثبتة على النظارات لإرسال إشارات إلى الغرسة. في البداية، سمحت الغرسة لجيري برؤية ظلال الرمادي في مجال رؤية محدود بمعدل إطارات منخفض. هذا يتطلب أيضًا توصيله بجهاز كمبيوتر رئيسي ، لكن تقلص حجم الإلكترونيات وأجهزة الكمبيوتر الأسرع جعلت عينه الاصطناعية أكثر قابلية للنقل وتمكنه الآن من أداء مهام بسيطة دون مساعدة. [58]

وحدة وهمية توضح تصميم واجهة BrainGate

في عام 2002، أصبح جينز نومان، الذي أصيب بالعمى أيضًا في مرحلة البلوغ، أول مريض في سلسلة من 16 مريضًا يدفعون مقابل تلقي زرعة دوبيل من الجيل الثاني، وهي واحدة من أقدم الاستخدامات التجارية لواجهات الدماغ والحاسوب. استخدم جهاز الجيل الثاني زرعة أكثر تطورًا تمكن من رسم خرائط أفضل للفوسفينات في رؤية متماسكة. تنتشر الفوسفينات عبر المجال البصري فيما يطلق عليه الباحثون "تأثير الليل المرصع بالنجوم". بعد عملية الزرع مباشرة، تمكن جينز من استخدام بصره غير المستعاد تمامًا لقيادة سيارة ببطء حول منطقة وقوف السيارات في معهد الأبحاث. [59] توفي دوبيل في عام 2004 قبل توثيق عملياته وتطوراته، ولم يترك أحدًا لمواصلة عمله. [60] بعد ذلك، بدأ نومان والمرضى الآخرون في البرنامج يعانون من مشاكل في بصرهم، وفقدوا "بصرهم" في النهاية مرة أخرى. [61] [62]

حركة

تهدف واجهات الدماغ والحاسوب التي تركز على الأطراف العصبية الحركية إلى استعادة الحركة لدى الأفراد المصابين بالشلل أو توفير أجهزة لمساعدتهم، مثل الواجهات مع أجهزة الكمبيوتر أو الأذرع الروبوتية.

كان كينيدي وباكاي أول من قام بتركيب غرسة في دماغ الإنسان أنتجت إشارات بجودة عالية بما يكفي لمحاكاة الحركة. أصيب مريضهما جوني راي (1944-2002) بمتلازمة القفل بعد إصابته بسكتة دماغية في جذع الدماغ عام 1997. تم تركيب الغرسة لراي عام 1998 وعاش طويلاً بما يكفي لبدء العمل بالغرسة، وفي النهاية تعلم التحكم في مؤشر الكمبيوتر؛ توفي عام 2002 بسبب تمدد الأوعية الدموية في الدماغ . [63]

أصبح مات ناجل، المصاب بالشلل الرباعي، أول شخص يتحكم في يد اصطناعية باستخدام واجهة الدماغ والحاسوب في عام 2005 كجزء من أول تجربة بشرية لمدة تسعة أشهر لشريحة BrainGate المزروعة من شركة Cyberkinetics . وقد سمح الزرع المكون من 96 قطبًا، المزروع في التلفيف المركزي الأيمن لناجل (منطقة القشرة الحركية لحركة الذراع)، بالتحكم في ذراع آلية من خلال التفكير في تحريك يده بالإضافة إلى مؤشر الكمبيوتر والأضواء والتلفزيون. [64] بعد عام واحد، حصل جوناثان وولباو على جائزة مؤسسة ألتران للابتكار لتطوير واجهة كمبيوتر دماغية بأقطاب كهربائية تقع على سطح الجمجمة، بدلاً من وضعها مباشرة في الدماغ. [65]

أثبتت فرق البحث بقيادة مجموعة BrainGate ومجموعة أخرى في المركز الطبي لجامعة بيتسبرغ ، بالتعاون مع إدارة شؤون المحاربين القدامى في الولايات المتحدة ، التحكم في الأطراف الاصطناعية بدرجات عديدة من الحرية باستخدام اتصالات مباشرة بمصفوفات من الخلايا العصبية في القشرة الحركية لمرضى الشلل الرباعي. [66] [67]

تواصل

في مايو 2021، أبلغ فريق من جامعة ستانفورد عن اختبار ناجح لإثبات المفهوم مكّن مشاركًا رباعي الشلل من إنتاج جمل إنجليزية بسرعة 86 حرفًا في الدقيقة و18 كلمة في الدقيقة. تخيل المشارك تحريك يده لكتابة الحروف، وأجرى النظام التعرف على خط اليد على الإشارات الكهربائية المكتشفة في القشرة الحركية، باستخدام نماذج ماركوف المخفية والشبكات العصبية المتكررة . [68] [69]

أفادت دراسة أجريت عام 2021 أن مريضًا مشلولًا كان قادرًا على التواصل بسرعة 15 كلمة في الدقيقة باستخدام غرسة دماغية تحلل الخلايا العصبية الحركية في المسالك الصوتية. [70] [49]

في مقالة مراجعة، تساءل المؤلفون عما إذا كانت معدلات نقل المعلومات البشرية يمكن أن تتجاوز معدلات نقل اللغة باستخدام واجهات الدماغ والحاسوب. أفادت أبحاث اللغة أن معدلات نقل المعلومات ثابتة نسبيًا عبر العديد من اللغات. قد يعكس هذا حد معالجة المعلومات في الدماغ. بدلاً من ذلك، قد يكون هذا الحد متأصلًا في اللغة نفسها، كوسيلة لنقل المعلومات. [71]

في عام 2023، استخدمت دراستان واجهات الدماغ والدماغ مع الشبكة العصبية المتكررة لفك تشفير الكلام بمعدل قياسي بلغ 62 كلمة في الدقيقة و78 كلمة في الدقيقة. [72] [73] [74]

التحديات التقنية

توجد مجموعة من التحديات التقنية لتسجيل نشاط الدماغ باستخدام واجهات الدماغ والحاسوب الغازية. إن التطورات في تكنولوجيا CMOS تدفع وتمكن من تصميمات واجهات الدماغ والحاسوب الغازية المتكاملة ذات الحجم الأصغر ومتطلبات الطاقة المنخفضة وقدرات الاستحواذ على الإشارة الأعلى. [75] تتضمن واجهات الدماغ والحاسوب الغازية أقطابًا كهربائية تخترق أنسجة الدماغ في محاولة لتسجيل إشارات الجهد الكهربي (المعروفة أيضًا باسم الأشواك) من الخلايا العصبية الفردية أو مجموعات صغيرة من الخلايا العصبية بالقرب من القطب الكهربي. تم تصميم الواجهة بين قطب التسجيل والمحلول الكهروليتي المحيط بالخلايا العصبية باستخدام نموذج هودجكين هكسلي . [76] [77]

كانت القيود الإلكترونية على واجهات الدماغ والدماغ الغازية مجالًا نشطًا للبحث في العقود الأخيرة. في حين تكشف التسجيلات داخل الخلايا للخلايا العصبية عن جهد عمل على مقياس مئات الملي فولت، تعتمد واجهات الدماغ والدماغ الغازية المزمنة على تسجيل الفولتات خارج الخلية والتي تكون عادةً أصغر بثلاثة أوامر من حيث الحجم، وتوجد عند مئات الميكروفولت. [78] ومما يزيد من تحدي اكتشاف الإشارات على مقياس الميكروفولت حقيقة أن واجهة القطب الكهربي للأنسجة لها سعة عالية عند الفولتات الصغيرة. ونظرًا لطبيعة هذه الإشارات الصغيرة، بالنسبة لأنظمة واجهات الدماغ والدماغ التي تدمج الوظائف على دائرة متكاملة، يتطلب كل قطب كهربي مكبرًا خاصًا به ومحول تناظري رقمي ، والذي يحول الفولتات التناظرية خارج الخلية إلى إشارات رقمية. [78] نظرًا لأن جهد عمل الخلية العصبية النموذجي يستمر لمدة مللي ثانية واحدة، فيجب أن يكون لدى واجهات الدماغ والدماغ التي تقيس المسامير معدلات أخذ عينات تتراوح من 300 هرتز إلى 5 كيلو هرتز. وهناك مصدر قلق آخر وهو أن واجهات الدماغ والدماغ الغازية يجب أن تكون منخفضة الطاقة، وذلك لتبديد قدر أقل من الحرارة على الأنسجة المحيطة؛ على المستوى الأساسي، هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة تقليديًا لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء . [77] يعد التصميم الأمثل للبطارية مجالًا نشطًا للبحث في BCIs. [79]

توضيح لتقنيات BCI الغازية والجزئية: تخطيط كهربية قشر الدماغ (ECoG)، والأوعية الدموية، والميكروإلكترود داخل القشرة المخية.

إن التحديات الموجودة في مجال علم المواد تشكل عنصرًا أساسيًا في تصميم واجهات الدماغ والحاسوب الغازية. وقد لوحظت اختلافات في جودة الإشارة بمرور الوقت بشكل شائع مع الأقطاب الكهربائية الدقيقة القابلة للزرع. [80] لقد كانت الخصائص المادية والميكانيكية المثلى لاستقرار الإشارة على المدى الطويل في واجهات الدماغ والحاسوب الغازية مجالًا نشطًا للبحث. [81] وقد اقترح أن تكوين ندبات الدبقية ، الثانوية للتلف في واجهة القطب والأنسجة، من المرجح أن يكون مسؤولاً عن فشل القطب وانخفاض أداء التسجيل. [82] وقد اقترح البحث أن تسرب حاجز الدم في الدماغ ، إما في وقت الإدخال أو بمرور الوقت، قد يكون مسؤولاً عن الالتهاب ورد الفعل الدبقي للأقطاب الكهربائية الدقيقة المزمنة المزروعة في الدماغ. [82] [83] ونتيجة لذلك، تم البحث عن تصميمات مرنة [84] [85] [86] وشبيهة بالأنسجة [87] [88] وتطويرها لتقليل تفاعل الجسم الغريب عن طريق مطابقة معامل يونج للقطب الكهربائي أقرب إلى معامل أنسجة المخ. [87]

BCIs جزئيًا

تُزرع أجهزة BCI جزئيًا داخل الجمجمة ولكنها تستقر خارج الدماغ وليس داخل المادة الرمادية. وهي تنتج إشارات ذات دقة أعلى من أجهزة BCI غير الجراحية حيث تعمل أنسجة العظام في الجمجمة على انحراف الإشارات وتشويهها وتكون أقل عرضة لتكوين أنسجة ندبية في الدماغ مقارنة بأجهزة BCI التي تخضع للتدخل الكامل. وقد تم إجراء عرض سريري مسبق لأجهزة BCI داخل القشرة من القشرة المحيطة بالآفة بعد السكتة الدماغية. [89]

داخل الأوعية الدموية

في عام 2020، نشرت مراجعة منهجية تفصيلية لدراسات سريرية وغير سريرية متعددة تبحث في جدوى استخدام واجهات الدماغ والنخاع الشوكي داخل الأوعية الدموية. [90]

في عام 2010، بدأ الباحثون التابعون لجامعة ملبورن في تطوير واجهة الدماغ والدماغ التي يمكن إدخالها عبر الجهاز الوعائي. وقد ابتكر عالم الأعصاب الأسترالي توماس أوكسلي فكرة هذه الواجهة، والتي تسمى Stentrode، وحصل على تمويل من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة . وقد قامت الدراسات السريرية بتقييم هذه التكنولوجيا في الأغنام. [2]

Stentrode عبارة عن مجموعة أقطاب دعامة متجانسة مصممة لتوصيلها عبر قسطرة وريدية تحت توجيه الصورة إلى الجيب السهمي العلوي ، في المنطقة المجاورة للقشرة الحركية . [91] يتيح هذا القرب لـ Stentrode قياس النشاط العصبي. الإجراء مشابه جدًا لكيفية وضع دعامات الجيب الوريدي لعلاج ارتفاع ضغط الدم داخل الجمجمة مجهول السبب . [92] ينقل Stentrode النشاط العصبي إلى وحدة قياس عن بعد بدون بطارية مزروعة في الصدر، والتي تتواصل لاسلكيًا مع وحدة قياس عن بعد خارجية قادرة على نقل الطاقة والبيانات. في حين تستفيد واجهة الدماغ والحاسوب داخل الأوعية الدموية من تجنب فتح الجمجمة للإدخال، إلا أن هناك مخاطر مثل التجلط والجلطات الوريدية .

كانت التجارب البشرية باستخدام Stentrode جارية اعتبارًا من عام 2021. [91] في نوفمبر 2020، تمكن مشاركان مصابان بالتصلب الجانبي الضموري من التحكم لاسلكيًا في نظام تشغيل لإرسال الرسائل النصية والبريد الإلكتروني والتسوق والمعاملات المصرفية باستخدام الفكر المباشر باستخدام Stentrode، [93] مما يمثل المرة الأولى التي يتم فيها زرع واجهة دماغية حاسوبية عبر الأوعية الدموية للمريض، مما يلغي الحاجة إلى جراحة الدماغ. في يناير 2023، أبلغ الباحثون عن عدم وجود أحداث سلبية خطيرة خلال العام الأول لجميع المرضى الأربعة، الذين يمكنهم استخدامه لتشغيل أجهزة الكمبيوتر. [94] [95]

تخطيط كهربية قشر الدماغ

يقيس تخطيط كهربية قشر الدماغ (ECoG) النشاط الكهربائي للدماغ من أسفل الجمجمة بطريقة مماثلة لتخطيط كهربية الدماغ غير الجراحي، باستخدام أقطاب كهربائية مدمجة في وسادة بلاستيكية رقيقة توضع فوق القشرة، أسفل الأم الجافية . [96] تم تجربة تقنيات تخطيط كهربية قشر الدماغ لأول مرة على البشر في عام 2004 بواسطة إريك ليوثاردت ودانييل موران من جامعة واشنطن في سانت لويس . في تجربة لاحقة، مكّن الباحثون صبيًا مراهقًا من لعب لعبة Space Invaders . [97] يشير هذا البحث إلى أن التحكم سريع ويتطلب تدريبًا بسيطًا وموازنة دقة الإشارة ومستوى التدخل. [ملاحظة 1]

يمكن أن تكون الإشارات إما تحت الجافية أو فوق الجافية، ولكنها لا تؤخذ من داخل أنسجة المخ . ويتطلب الأمر من المرضى الخضوع لمراقبة جراحية لتحديد موقع واستئصال بؤرة الصرع. [ بحاجة لمصدر ]

يقدم تخطيط كهربية الدماغ دقة مكانية أعلى، ونسبة إشارة إلى ضوضاء أفضل، ونطاق تردد أوسع، ومتطلبات تدريب أقل من تخطيط كهربية الدماغ المسجل على فروة الرأس، وفي الوقت نفسه لديه صعوبة تقنية أقل، ومخاطر سريرية أقل، وقد يكون لديه استقرار طويل الأمد أفضل من التسجيل داخل القشرة لخلية عصبية واحدة. [99] يُظهر ملف تعريف هذه الميزة والدليل على المستوى العالي من التحكم مع الحد الأدنى من متطلبات التدريب إمكانية التطبيق في العالم الحقيقي للأشخاص ذوي الإعاقات الحركية. [100] [101]

أفاد إدوارد تشانج وجوزيف ماكين من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو أنه يمكن استخدام إشارات تخطيط كهربية الدماغ لفك تشفير الكلام من مرضى الصرع المزروعين بمصفوفات تخطيط كهربية الدماغ عالية الكثافة فوق القشرة المحيطة بسيلفيان. [102] [103] لقد أبلغوا عن معدلات خطأ في الكلمات بنسبة 3٪ (تحسن ملحوظ عن الجهود السابقة) باستخدام شبكة عصبية للترميز وفك التشفير ، والتي ترجمت بيانات تخطيط كهربية الدماغ إلى واحدة من خمسين جملة مكونة من 250 كلمة فريدة.

BCIs غير الجراحية

استخدمت التجارب البشرية واجهات التصوير العصبي غير الجراحية . وتتضمن غالبية أبحاث واجهة الدماغ والحاسوب المنشورة واجهات الدماغ والحاسوب غير الجراحية القائمة على تخطيط كهربية الدماغ. وقد تم استخدام التقنيات والواجهات القائمة على تخطيط كهربية الدماغ في مجموعة واسعة من التطبيقات. وعلى الرغم من أن الواجهات القائمة على تخطيط كهربية الدماغ سهلة الارتداء ولا تتطلب جراحة، إلا أنها ذات دقة مكانية ضعيفة نسبيًا ولا يمكنها استخدام الإشارات ذات التردد الأعلى بشكل فعال لأن الجمجمة تتداخل، مما يؤدي إلى تشتيت وتشويش الموجات الكهرومغناطيسية التي تولدها الخلايا العصبية. تتطلب الواجهات القائمة على تخطيط كهربية الدماغ أيضًا بعض الوقت والجهد قبل كل جلسة استخدام، في حين لا تتطلب واجهات أخرى تدريبًا مسبقًا على الاستخدام. يعتمد اختيار واجهة دماغ وحاسوب محددة للمريض على العديد من العوامل.

التحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة

في عام 2014، تمكنت واجهة الدماغ والدماغ التي تستخدم مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة الوظيفية للمرضى "المقيدين" المصابين بالتصلب الجانبي الضموري (ALS) من استعادة القدرة الأساسية على التواصل. [104]

واجهات الدماغ والحاسوب القائمة على تخطيط كهربية الدماغ (EEG)

تسجيلات الموجات الدماغية التي ينتجها تخطيط كهربية الدماغ

بعد أن ذكر فيدال تحدي واجهة الدماغ والحاسوب، تضمنت التقارير الأولية عن الأساليب غير الجراحية التحكم في المؤشر في 2D باستخدام VEP، [105] والتحكم في الجرس باستخدام CNV، [106] والتحكم في جسم مادي، روبوت، باستخدام إيقاع الدماغ (ألفا)، [107] والتحكم في نص مكتوب على شاشة باستخدام P300. [108] [13]

في الأيام الأولى لأبحاث واجهة الدماغ والحاسوب، كان هناك حاجز كبير آخر أمام استخدام تخطيط كهربية الدماغ وهو أن التدريب المكثف كان مطلوبًا. على سبيل المثال، في التجارب التي بدأت في منتصف التسعينيات، قام نيلز بيرباومر في جامعة توبنغن في ألمانيا بتدريب الأشخاص المصابين بالشلل على تنظيم الجهد الكهربي البطيء في تخطيط كهربية الدماغ لديهم إلى الحد الذي يمكن فيه استخدام هذه الإشارات كإشارة ثنائية للتحكم في مؤشر الكمبيوتر. (كان بيرباومر قد درب في وقت سابق مرضى الصرع لمنع النوبات الوشيكة من خلال التحكم في موجة الجهد المنخفض هذه). دربت التجربة عشرة مرضى على تحريك مؤشر الكمبيوتر. كانت العملية بطيئة، حيث تطلبت أكثر من ساعة حتى يكتب المرضى 100 حرف باستخدام المؤشر، بينما استغرق التدريب غالبًا شهورًا. لقد تراجع نهج الجهد الكهربي البطيء لصالح الأساليب التي تتطلب القليل من التدريب أو لا تتطلب أي تدريب، وهي أسرع وأكثر دقة، وتعمل مع نسبة أكبر من المستخدمين. [109]

هناك معيار بحثي آخر وهو نوع النشاط التذبذبي الذي يتم قياسه. أسس جيرت بفورتشيلر مختبر BCI عام 1991 وأجرى أول BCI عبر الإنترنت استنادًا إلى السمات التذبذبية والمصنفات. بالتعاون مع بيرباومر وجوناثان وولباو في جامعة ولاية نيويورك، ركزوا على تطوير التكنولوجيا التي تسمح للمستخدمين باختيار إشارات الدماغ التي يجدونها أسهل لتشغيل BCI، بما في ذلك إيقاعات مو وبيتا . [ بحاجة لمصدر ]

هناك معلمة أخرى وهي طريقة التغذية الراجعة المستخدمة كما هو موضح في دراسات إشارات P300 . يتم إنشاء أنماط موجات P300 بشكل لا إرادي ( التغذية الراجعة المحفزة ) عندما يرى الأشخاص شيئًا يعرفونه وقد تسمح لـ BCIs بفك تشفير فئات الأفكار دون تدريب. [ بحاجة لمصدر ]

أفادت دراسة أجريت عام 2005 بمحاكاة تخطيط كهربية الدماغ لدوائر التحكم الرقمية باستخدام قلاب CNV. [110] أفادت دراسة أجريت عام 2009 بالتحكم غير الجراحي في تخطيط كهربية الدماغ لذراع آلية باستخدام قلاب CNV. [111] أفادت دراسة أجريت عام 2011 بالتحكم في ذراعين آليتين تحلان مهمة برج هانوي بثلاثة أقراص باستخدام قلاب CNV. [112] وصفت دراسة أجريت عام 2015 محاكاة تخطيط كهربية الدماغ لمشغل شميت وقلاب وجهاز فك التعدد والمودم . [113]

تشير التطورات التي أحرزها بن هي وفريقه في جامعة مينيسوتا إلى إمكانات واجهات الدماغ والحاسوب القائمة على تخطيط كهربية الدماغ لإنجاز مهام قريبة من واجهات الدماغ والحاسوب الغازية. باستخدام التصوير العصبي الوظيفي المتقدم بما في ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي BOLD وتصوير مصدر تخطيط كهربية الدماغ ، حددوا التباين المشترك والتوطين المشترك للإشارات الكهربية الفيزيولوجية والهيموديناميكية . [114] باستخدام نهج التصوير العصبي وبروتوكول التدريب، قاموا بتصميم واجهة دماغ وحاسوب غير جراحية قائمة على تخطيط كهربية الدماغ للتحكم في طيران مروحية افتراضية في مساحة ثلاثية الأبعاد، بناءً على الخيال الحركي. [115] في يونيو 2013، أعلنوا عن تقنية لتوجيه مروحية يتم التحكم فيها عن بعد عبر مسار عقبات. [116] كما حلوا مشكلة عكس تخطيط كهربية الدماغ ثم استخدموا تخطيط كهربية الدماغ الافتراضي الناتج لمهام واجهة الدماغ والحاسوب. اقترحت الدراسات التي تم التحكم فيها جيدًا مزايا مثل تحليل المصدر القائم على واجهة الدماغ والحاسوب. [117]

أشارت دراسة أجريت عام 2014 إلى أن المرضى الذين يعانون من إعاقات حركية شديدة يمكنهم التواصل بشكل أسرع وأكثر موثوقية باستخدام واجهة الدماغ والدماغ غير الجراحية EEG مقارنة بقنوات الاتصال القائمة على العضلات. [118]

أشارت دراسة أجريت عام 2019 إلى أن تطبيق الخوارزميات التطورية يمكن أن يحسن تصنيف الحالة العقلية لتخطيط كهربية الدماغ باستخدام جهاز Muse غير الجراحي ، مما يتيح تصنيف البيانات المكتسبة بواسطة جهاز استشعار مخصص للمستهلك. [119]

في مراجعة منهجية أجريت عام 2021 للتجارب العشوائية المُحكمة باستخدام واجهة الدماغ والدماغ لإعادة تأهيل الطرف العلوي بعد السكتة الدماغية، تم الإبلاغ عن فعالية واجهة الدماغ والدماغ القائمة على تخطيط كهربية الدماغ في تحسين وظيفة الحركة في الطرف العلوي مقارنة بالعلاجات الضابطة. وبشكل أكثر تحديدًا، تم الإبلاغ عن أن دراسات واجهة الدماغ والدماغ التي استخدمت ميزات قوة النطاق، والتصوير الحركي ، والتحفيز الكهربائي الوظيفي كانت أكثر فعالية من البدائل. [120] ركزت مراجعة منهجية أخرى أجريت عام 2021 على واجهة الدماغ والدماغ القائمة على تخطيط كهربية الدماغ بمساعدة الروبوت بعد السكتة الدماغية لإعادة تأهيل اليد. لوحظ تحسن في درجات التقييم الحركي في ثلاث من إحدى عشرة دراسة. [121]

صفائف الأقطاب الكهربائية النشطة الجافة

في أوائل تسعينيات القرن العشرين، أظهر باباك طاهري، في جامعة كاليفورنيا، ديفيس، أول صفائف أقطاب كهربائية نشطة جافة أحادية ومتعددة القنوات. [122] وقد ثبت أن الأقطاب الكهربائية المصفوفة تعمل بشكل جيد مقارنة بأقطاب الفضة / كلوريد الفضة . يتكون الجهاز من أربعة مواقع استشعار مع إلكترونيات متكاملة لتقليل الضوضاء عن طريق مطابقة المعاوقة . مزايا هذه الأقطاب الكهربائية هي:

  • لا يتم استخدام أي إلكتروليت،
  • لا يوجد تحضير للجلد،
  • تم تقليل حجم المستشعر بشكل كبير،
  • التوافق مع أنظمة مراقبة تخطيط كهربية الدماغ.

إن مجموعة الأقطاب الكهربائية النشطة عبارة عن نظام متكامل يحتوي على مجموعة من أجهزة الاستشعار السعوية مع دوائر كهربائية متكاملة محلية مزودة ببطاريات لتشغيل الدوائر الكهربائية. وكان هذا المستوى من التكامل مطلوبًا لتحقيق النتيجة.

تم اختبار القطب على طاولة اختبار وعلى البشر بأربع طرق وهي:

  • تخطيط كهربية الدماغ التلقائي،
  • الإمكانات الحسية المرتبطة بالحدث،
  • إمكانات جذع الدماغ،
  • الإمكانات المعرفية المرتبطة بالأحداث.

كان الأداء أفضل مقارنة بأداء الأقطاب الكهربائية الرطبة القياسية من حيث تحضير الجلد، وعدم وجود متطلبات للهلام (الجاف)، ونسبة الإشارة إلى الضوضاء الأعلى. [123]

في عام 1999، استخدم هانتر بيكهام وآخرون في جامعة كيس ويسترن ريزيرف رسمًا كهربائيًا للدماغ مكونًا من 64 قطبًا لإعادة حركات اليد المحدودة إلى شخص مصاب بالشلل الرباعي . حيث ركز على مفاهيم بسيطة ولكنها معاكسة مثل الصعود والنزول. تم تحديد نمط أساسي في ناتج رسم كهربية الدماغ بيتا الخاص به واستخدامه للتحكم في مفتاح: تم تفسير النشاط فوق المتوسط ​​على أنه تشغيل، وأقل من المتوسط ​​إيقاف. كما تم استخدام الإشارات أيضًا لتشغيل وحدات التحكم العصبية المضمنة في يديه، واستعادة بعض الحركة. [124]

شاشات الدماغ والدماغ EEG المحمولة SSVEP

في عام 2009، تم الإعلان عن عصابة الرأس التي تستخدم واجهة الدماغ والحاسوب في جامعة نورث كارولينا للتكنولوجيا. كما قام الباحثون بتصميم أقطاب كهربائية جافة تعتمد على السيليكون ومصممة للتطبيق على مناطق الجسم غير المشعرة. تم تثبيت هذه الأقطاب الكهربائية على لوحة DAQ الخاصة بعصابة الرأس باستخدام حاملات أقطاب كهربائية قابلة للتثبيت. قامت وحدة معالجة الإشارات بقياس نشاط ألفا ونقلها عبر البلوتوث إلى هاتف قام بتقييم يقظة المرضى وقدرتهم المعرفية. عندما أصبح الشخص نعسانًا، أرسل الهاتف ردود فعل مثيرة إلى المشغل لإيقاظه. [125]

في عام 2011، أبلغ الباحثون عن واجهة دماغية وحسية تعتمد على الخلايا يمكنها أن تتسبب في رنين الهاتف. يتكون النظام القابل للارتداء من وحدة اكتساب/تضخيم الإشارات الحيوية ذات الأربع قنوات ، ووحدة اتصالات، وهاتف بلوتوث. تم وضع الأقطاب الكهربائية لالتقاط الإمكانات البصرية المستحثة في حالة ثابتة ( SSVEPs ). [126] SSVEPs هي استجابات كهربائية لمحفزات بصرية متذبذبة بمعدلات تكرار تزيد عن 6 هرتز [126] والتي توجد بشكل أفضل في مناطق فروة الرأس الجدارية والقذالية من القشرة البصرية. [127] [128] [129] وأفيد أن جميع المشاركين في الدراسة تمكنوا من بدء مكالمة هاتفية مع الحد الأدنى من الممارسة في البيئات الطبيعية. [130]

أفاد العلماء أن خوارزمية تحويل فورييه السريع لقناة واحدة (FFT) وتحليل الارتباط الكنسي لنظام القنوات المتعددة ( CCA ) يمكن أن تدعم BCIs المتنقلة. [126] [131] تم تطبيق خوارزمية CCA في التجارب التي تبحث في BCIs بدقة وسرعة عالية مزعومة. [132] يقال إن تقنية BCI الخلوية يمكن ترجمتها لتطبيقات أخرى، مثل التقاط إيقاعات حسية حركية ميو / بيتا لتعمل كواجهة BCI تعتمد على الصور الحركية. [126]

في عام 2013، أجريت اختبارات مقارنة على الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام أندرويد ، وتم تحليل كثافة طيف الطاقة لـ EEG SSVEPs الناتجة. كانت الأهداف المعلنة لهذه الدراسة هي "زيادة قابلية التطبيق العملي وقابلية النقل وانتشار BCI المستندة إلى SSVEP، للاستخدام اليومي". وقد ورد أن تردد التحفيز على جميع الوسائط كان دقيقًا، على الرغم من أن إشارة الهاتف لم تكن مستقرة. وقد ورد أن سعة SSVEPs للكمبيوتر المحمول والكمبيوتر اللوحي كانت أكبر من تلك الموجودة في الهاتف المحمول. وقد تم اقتراح هاتين التوصيفين النوعيين كمؤشرات على جدوى استخدام BCI المحفزة المحمولة. [131]

أحد الصعوبات التي تواجه قراءات تخطيط كهربية الدماغ هو قابلية التأثر بآثار الحركة. [133] في معظم مشاريع البحث، طُلب من المشاركين الجلوس ساكنين في بيئة معملية، وتقليل حركات الرأس والعين قدر الإمكان. ومع ذلك، نظرًا لأن هذه المبادرات كانت تهدف إلى إنشاء جهاز محمول للاستخدام اليومي، [131] كان لا بد من اختبار التكنولوجيا أثناء الحركة. في عام 2013، اختبر الباحثون تقنية BCI القائمة على تخطيط كهربية الدماغ المحمولة، وقياس SSVEPs من المشاركين أثناء سيرهم على جهاز المشي. كانت النتائج المبلغ عنها أنه مع زيادة السرعة، انخفضت قابلية اكتشاف SSVEP باستخدام CCA. وقد ثبت أن تحليل المكونات المستقلة (ICA) فعال في فصل إشارات تخطيط كهربية الدماغ عن الضوضاء. [134] ذكر الباحثون أن بيانات تحليل المكونات المستقلة مع وبدون معالجة ICA كانت متشابهة. وخلصوا إلى أن تحليل المكونات المستقلة أظهر قوة في التعامل مع آثار الحركة. [128] تقدم تطبيقات BCI القائمة على تخطيط كهربية الدماغ دقة مكانية منخفضة. تشمل الحلول الممكنة: اتصال مصدر تخطيط كهربية الدماغ على أساس نظرية الرسم البياني ، والتعرف على أنماط تخطيط كهربية الدماغ على أساس Topomap ودمج تخطيط كهربية الدماغ مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي .

الأطراف الاصطناعية والتحكم في البيئة

تم تطبيق BCIs غير الجراحية على الأجهزة الاصطناعية للأطراف العلوية والسفلية لدى الأشخاص المصابين بالشلل. على سبيل المثال، أظهر جيرت بفورتشيلر من جامعة جراتس للتكنولوجيا وزملاؤه نظام تحفيز كهربائي وظيفي يتم التحكم فيه بواسطة BCI لاستعادة حركات الأطراف العلوية لدى شخص مصاب بالشلل الرباعي بسبب إصابة في الحبل الشوكي . [135] بين عامي 2012 و 2013، أظهر باحثون في جامعة كاليفورنيا، إيرفين لأول مرة أن تقنية BCI يمكنها استعادة المشي الذي يتحكم فيه الدماغ بعد إصابة في الحبل الشوكي . في دراستهم ، قام شخص مصاب بالشلل النصفي بتشغيل تقويم مشي روبوتي BCI لاستعادة المشي الأساسي. [136] [137] في عام 2009، استخدم الباحث المستقل أليكس بليني Emotiv EPOC للتحكم في ذراع روبوتية بخمسة محاور. [138] لقد قدم العديد من العروض التوضيحية للكراسي المتحركة التي يتم التحكم فيها بالعقل وأتمتة المنزل .

تخطيط الدماغ المغناطيسي والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي

إعادة بناء الرؤية البشرية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بواسطة مختبرات ATR (الصف العلوي: الصورة الأصلية؛ الصف السفلي: إعادة البناء من متوسط ​​القراءات المجمعة)

تم استخدام كل من تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG) والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) كأجهزة كمبيوتر دماغية غير جراحية. [139] في تجربة تم الإبلاغ عنها على نطاق واسع، سمح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لمستخدمين بلعب بونج في الوقت الفعلي عن طريق تغيير استجابتهما الديناميكية الدموية أو تدفق الدم في المخ من خلال التغذية الراجعة الحيوية . [140]

كما تم استخدام قياسات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للاستجابات الديناميكية الدموية في الوقت الفعلي للتحكم في أذرع الروبوت مع تأخير لمدة سبع ثوانٍ بين الفكر والحركة. [141]

في عام 2008، سمح البحث الذي تم تطويره في مختبرات علوم الأعصاب الحاسوبية التابعة لمركز أبحاث الاتصالات المتقدمة (ATR) في كيوتو باليابان للباحثين بإعادة بناء الصور من إشارات الدماغ بدقة 10 × 10 بكسل . [142]

أفادت دراسة أجريت عام 2011 بإعادة بناء مقاطع الفيديو التي شاهدها المشاركون في الدراسة ثانية بثانية، من بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. [143] وقد تم تحقيق ذلك من خلال إنشاء نموذج إحصائي يربط مقاطع الفيديو بنشاط الدماغ. ثم تم استخدام هذا النموذج للبحث عن 100 مقطع فيديو مدته ثانية واحدة، في قاعدة بيانات تحتوي على 18 مليون ثانية من مقاطع فيديو يوتيوب العشوائية ، ومطابقة الأنماط المرئية لنشاط الدماغ المسجل عندما شاهد المشاركون مقطع فيديو. ثم تم دمج مقاطع الفيديو المائة التي مدتها ثانية واحدة في صورة مجمعة تشبه الفيديو. [144] [145] [146]

استراتيجيات التحكم في واجهة الدماغ والدماغ في الألعاب العصبية

صور المحرك

تتضمن الصور الحركية تخيل حركة أجزاء الجسم، وتنشيط القشرة الحسية الحركية ، والتي تعدل التذبذبات الحسية الحركية في تخطيط كهربية الدماغ. يمكن اكتشاف ذلك بواسطة واجهة الدماغ والحاسوب واستخدامه لاستنتاج نية المستخدم. تتطلب الصور الحركية عادةً تدريبًا لاكتساب التحكم المقبول. تستهلك جلسات التدريب عادةً ساعات على مدار عدة أيام. بغض النظر عن مدة جلسة التدريب، لا يتمكن المستخدمون من إتقان مخطط التحكم. يؤدي هذا إلى وتيرة بطيئة جدًا للعب. [147] تم استخدام طرق التعلم الآلي لحساب نموذج خاص بالموضوع للكشف عن أداء الصور الحركية. كانت الخوارزمية الأعلى أداءً من مجموعة البيانات 2 لمسابقة BCI Competition IV في عام 2022 [148] للصور الحركية هي Filter Bank Common Spatial Pattern، التي طورها Ang et al. من A*STAR ، سنغافورة . [149]

التغذية الراجعة الحيوية/العصبية لتصميمات BCI السلبية

يمكن استخدام التغذية الراجعة الحيوية لمراقبة الاسترخاء العقلي للموضوع. في بعض الحالات، لا تتطابق التغذية الراجعة الحيوية مع تخطيط كهربية الدماغ، في حين أن معلمات مثل تخطيط كهربية العضلات (EMG) ومقاومة الجلد الجلفانية (GSR) وتقلب معدل ضربات القلب (HRV) يمكن أن تفعل ذلك. تعالج العديد من أنظمة التغذية الراجعة الحيوية اضطرابات مثل اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط (ADHD) ومشاكل النوم عند الأطفال وصرير الأسنان والألم المزمن. تراقب أنظمة التغذية الراجعة الحيوية لتخطيط كهربية الدماغ عادةً أربعة نطاقات من الموجات الدماغية (ثيتا: 4-7 هرتز، ألفا: 8-12 هرتز، SMR: 12-15 هرتز، بيتا: 15-18 هرتز) وتتحدى الموضوع للسيطرة عليها. تستخدم واجهة الدماغ والحاسب الآلي السلبية واجهة الدماغ والحاسب الآلي لإثراء التفاعل بين الإنسان والآلة بالمعلومات حول الحالة العقلية للمستخدم، على سبيل المثال، المحاكاة التي تكشف متى ينوي المستخدمون الضغط على الفرامل أثناء فرملة السيارة في حالات الطوارئ. [54] يفهم مطورو الألعاب الذين يستخدمون واجهات الدماغ والحاسب الآلي السلبية أنه من خلال تكرار مستويات اللعبة تتكيف الحالة المعرفية للمستخدم. أثناء اللعب الأول لمستوى معين، يتفاعل اللاعب بشكل مختلف عن رد فعله أثناء اللعب اللاحق: على سبيل المثال، يكون المستخدم أقل مفاجأة بحدث كان يتوقعه. [147]

الإمكانات البصرية المستحثة (VEP)

الجهد الكهربي المتغير هو جهد كهربي يتم تسجيله بعد تقديم محفزات بصرية للموضوع. تتضمن أنواع الجهد الكهربي المتغير الجهد الكهربي المتغير SSVEPs والجهد الكهربي P300.

تستخدم الإمكانات المستثارة بصريًا في الحالة الثابتة (SSVEPs) الإمكانات التي يتم توليدها عن طريق إثارة الشبكية ، باستخدام محفزات بصرية يتم تعديلها عند ترددات معينة. غالبًا ما تتشكل محفزات SSVEP من أنماط رقعة الشطرنج المتناوبة وتستخدم في بعض الأحيان صورًا وامضة. يمكن التمييز بين تردد عكس الطور للمحفز المستخدم من خلال تخطيط كهربية الدماغ؛ وهذا يجعل اكتشاف محفزات SSVEP سهلًا نسبيًا. تُستخدم SSVEP في العديد من أنظمة واجهة الدماغ والحاسوب. ويرجع هذا إلى عدة عوامل. يمكن قياس الإشارة المستثارة في عدد كبير من السكان مثل VEP العابر وحركة الرمش. لا تؤثر التحف الفنية لتخطيط كهربية القلب على الترددات التي تتم مراقبتها. إشارة SSVEP قوية؛ التنظيم الطوبوغرافي للقشرة البصرية الأولية هو بحيث تحصل منطقة أوسع على مستقبلات من المنطقة المركزية أو البؤرية للمجال البصري. تأتي SSVEP مع مشاكل. نظرًا لأن SSVEPs تستخدم المنبهات الوامضة لاستنتاج نية المستخدم، فيجب على المستخدم أن ينظر إلى أحد الرموز الوامضة أو المتكررة حتى يتمكن من التفاعل مع النظام. لذلك، من المحتمل أن تصبح الرموز مزعجة وغير مريحة أثناء جلسات اللعب الأطول.

نوع آخر من VEP هو جهد P300 . هذا الجهد هو ذروة إيجابية في تخطيط كهربية الدماغ تحدث بعد حوالي 300 مللي ثانية من ظهور حافز مستهدف (حافز ينتظره المستخدم أو يبحث عنه) أو حافز غريب . تقل سعة P300 مع تشابه الحافز المستهدف والمحفزات المتجاهلة بشكل أكبر. يُعتقد أن P300 مرتبط بعملية انتباه ذات مستوى أعلى أو استجابة توجيهية. يتطلب استخدام P300 جلسات تدريب أقل. كان أول تطبيق لاستخدامه هو مصفوفة P300. داخل هذا النظام، يختار الشخص حرفًا من شبكة مكونة من 6 × 6 أحرف وأرقام. تومض صفوف وأعمدة الشبكة بشكل متسلسل وفي كل مرة يتم فيها إضاءة "حرف الاختيار" المحدد، يتم استنباط P300 الخاص بالمستخدم (بشكل محتمل). ومع ذلك، كانت عملية الاتصال، التي تبلغ حوالي 17 حرفًا في الدقيقة، بطيئة. تقدم P300 اختيارًا منفصلًا بدلاً من التحكم المستمر. تتمثل ميزة P300 داخل الألعاب في أن اللاعب لا يحتاج إلى تعلم كيفية استخدام نظام تحكم جديد، حيث يتطلب فقط حالات تدريب قصيرة لتعلم آليات اللعب ونموذج BCI الأساسي. [147]

واجهة الإنسان والحاسوب غير المعتمدة على الدماغ (الحوسبة الفسيولوجية)

يمكن للتفاعل بين الإنسان والحاسوب الاستفادة من طرق تسجيل أخرى، مثل تخطيط كهربية العين وتتبع حركة العين. لا تسجل هذه الطرق نشاط الدماغ وبالتالي لا تُعد من أجهزة واجهة الدماغ والحاسوب. [150]

تخطيط كهربية العين (EOG)

في عام 1989، أفادت دراسة بالتحكم في روبوت متحرك عن طريق حركة العين باستخدام إشارات تخطيط كهربية العين. تم دفع روبوت متحرك إلى نقطة الهدف باستخدام خمسة أوامر تخطيط كهربية العين، تم تفسيرها على أنها للأمام، للخلف، لليسار، لليمين، والتوقف. [151]

تذبذب حجم حدقة العين

وصفت مقالة عام 2016 واجهة تفاعل إنساني حاسوبي جديدة غير مبنية على تخطيط كهربية الدماغ ولا تتطلب تثبيتًا بصريًا أو قدرة على تحريك العينين. [152] تعتمد الواجهة على الاهتمام الخفي ؛ توجيه الانتباه إلى حرف مختار على لوحة مفاتيح افتراضية، دون الحاجة إلى النظر مباشرة إلى الحرف. يحتوي كل حرف على دائرة (خلفية) خاصة به تتذبذب بشكل دقيق في السطوع بشكل مختلف عن الآخرين. يعتمد اختيار الحرف على أفضل ملاءمة بين تذبذب حجم حدقة العين غير المقصود ونمط تذبذب سطوع الدائرة الخلفية. يتم تحسين الدقة أيضًا من خلال التمرين الذهني للمستخدم على الكلمتين "مشرق" و"مظلم" بالتزامن مع انتقالات سطوع دائرة الحرف.

التواصل بين العقول

في ستينيات القرن العشرين، استخدم أحد الباحثين بعد التدريب تخطيط كهربية الدماغ لإنشاء شفرة مورس باستخدام موجات ألفا. [153] في 27 فبراير 2013، قامت مجموعة ميغيل نيكوليليس في جامعة ديوك وIINN-ELS بتوصيل أدمغة جرذين، مما سمح لهما بمشاركة المعلومات، في أول واجهة مباشرة بين الأدمغة على الإطلاق . [154] [155] [156]

أفاد جيرفين شالك أن إشارات ECoG يمكنها التمييز بين الحروف المتحركة والحروف الساكنة المضمنة في الكلمات المنطوقة والمتخيلة، مما يلقي الضوء على الآليات المرتبطة بإنتاجها ويمكن أن يوفر أساسًا للتواصل القائم على الدماغ باستخدام الكلام المتخيل. [101] [157]

في عام 2002، تم إطلاق مجموعة من 100 قطب كهربائي في نظام كيفن واريك العصبي من أجل ربط نظامه العصبي بالإنترنت. أجرى واريك سلسلة من التجارب. تم زرع أقطاب كهربائية في الجهاز العصبي لزوجته، مما سمح لهما بإجراء أول تجربة اتصال إلكتروني مباشر بين الجهازين العصبيين لبشرين. [158] [159] [160] [161]

وقد نجح باحثون آخرون في تحقيق التواصل بين أدمغة المشاركين عن بعد باستخدام تقنية غير جراحية مثبتة على رؤوس المشاركين. وقد تم ترميز الكلمات في تدفقات ثنائية بواسطة المدخلات الحركية المعرفية للشخص الذي يرسل المعلومات. وقد حملت أجزاء عشوائية زائفة من المعلومات كلمات مشفرة مثل "hola" ("hi" بالإسبانية) و"ciao" ("goodbye" بالإيطالية) وتم نقلها من عقل إلى عقل. [162]

واجهات الدماغ والحاسوب المزروعة بالخلايا

أول شريحة عصبية في العالم ، طورها الباحثان جيروم باين ومايكل ماهر من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

قام الباحثون ببناء أجهزة للتواصل مع الخلايا العصبية والشبكات العصبية بأكملها في المختبر . ركزت التجارب على الأنسجة العصبية المزروعة على بناء شبكات حل المشكلات، وبناء أجهزة كمبيوتر أساسية والتلاعب بالأجهزة الروبوتية. البحث في تقنيات تحفيز وتسجيل الخلايا العصبية الفردية المزروعة على شرائح أشباه الموصلات هو علم الإلكترونيات العصبية أو الرقائق العصبية . [163]

تم الإعلان عن تطوير أول رقاقة عصبية من قبل فريق من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بقيادة جيروم باين ومايكل ماهر في عام 1997. [164] كانت رقاقة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا تحتوي على مساحة لـ 16 خلية عصبية.

في عام 2003، عمل فريق بقيادة ثيودور بيرجر، في جامعة جنوب كاليفورنيا ، على رقاقة عصبية مصممة للعمل كحصين صناعي أو اصطناعي . صُممت الرقاقة العصبية لأدمغة الفئران. تم اختيار الحُصين لأنه يُعتقد أنه الجزء الأكثر هيكلة والأكثر دراسة في الدماغ. تتمثل وظيفته في تشفير التجارب للتخزين كذكريات طويلة المدى في مكان آخر من الدماغ. [165]

في عام 2004، استخدم توماس دي مارسي من جامعة فلوريدا ثقافة مكونة من 25000 خلية عصبية مأخوذة من دماغ فأر للطيران بمحاكاة طائرة مقاتلة من طراز F-22 . بعد التجميع، تمت زراعة الخلايا العصبية القشرية في طبق بتري وأعادت توصيل نفسها لتشكيل شبكة عصبية حية. تم ترتيب الخلايا على شبكة من 60 قطبًا كهربائيًا واستخدامها للتحكم في وظائف الميل والانحراف للمحاكي . ركزت الدراسة على فهم كيفية أداء الدماغ البشري وتعلمه للمهام الحسابية على المستوى الخلوي. [166]

واجهات الدماغ والحاسوب التعاونية

تم تقديم فكرة الجمع/دمج إشارات الدماغ من عدة أفراد في Humanity+ @Caltech، في ديسمبر 2010، بواسطة أدريان ستويكا، الذي أشار إلى المفهوم باسم تجميع الأدمغة المتعددة. [167] [168] [169] تم التقدم بطلب براءة اختراع في عام 2012. [170] [171] [172] ظهرت أول ورقة بحثية لستويكا حول هذا الموضوع في عام 2012، بعد نشر طلب براءة اختراعه. [173]

الاعتبارات الأخلاقية

تطرح واجهات الدماغ والحاسوب أسئلة أخلاقية، بما في ذلك المخاوف بشأن الخصوصية والاستقلالية والموافقة والعواقب المترتبة على دمج الإدراك البشري مع الأجهزة الخارجية. ويسلط استكشاف هذه الاعتبارات الأخلاقية الضوء على التفاعل المعقد بين التكنولوجيا المتقدمة والحفاظ على حقوق الإنسان والقيم الأساسية. ويمكن تصنيف المخاوف على نطاق واسع إلى قضايا تركز على المستخدم وقضايا قانونية واجتماعية.

وتتركز المخاوف حول السلامة والآثار طويلة الأمد على المستخدمين. وتشمل هذه الحصول على موافقة مستنيرة من الأفراد الذين يعانون من صعوبات في التواصل، والتأثير على جودة حياة المرضى وأسرهم، والآثار الجانبية المرتبطة بالصحة، وإساءة استخدام التطبيقات العلاجية، ومخاطر السلامة، والطبيعة غير القابلة للعكس لبعض التغييرات الناجمة عن واجهة الدماغ والحاسوب. بالإضافة إلى ذلك، تنشأ أسئلة حول الوصول إلى الصيانة والإصلاح وقطع الغيار، وخاصة في حالة إفلاس الشركة. [174]

إن الجوانب القانونية والاجتماعية لـ BCIs تعقد عملية تبنيها على نطاق واسع. وتشمل المخاوف قضايا المساءلة والمسؤولية، مثل الادعاءات بأن تأثير BCI يتجاوز الإرادة الحرة والسيطرة على الأفعال، والترجمة غير الدقيقة للنوايا المعرفية، والتغيرات الشخصية الناتجة عن التحفيز العميق للدماغ، وطمس الخط الفاصل بين الإنسان والآلة. [175] وتشمل المخاوف الأخرى استخدام BCIs في تقنيات الاستجواب المتقدمة، والوصول غير المصرح به ("اختراق الدماغ")، [176] والطبقية الاجتماعية من خلال التعزيز الانتقائي، وقضايا الخصوصية المتعلقة بقراءة العقل، وتتبع وأنظمة "الوسم"، وإمكانية التحكم في العقل والحركة والعاطفة. [177] كما افترض الباحثون أن BCIs يمكن أن تؤدي إلى تفاقم التفاوتات الاجتماعية القائمة.

في شكلها الحالي، تشبه معظم واجهات الدماغ والحاسوب العلاجات التصحيحية التي لا تتناول سوى القليل من هذه القضايا الأخلاقية. إن الأخلاقيات الحيوية مجهزة تجهيزًا جيدًا لمعالجة التحديات التي تفرضها تقنيات واجهات الدماغ والحاسوب، حيث اقترح كلاوسن في عام 2009 أن "واجهات الدماغ والحاسوب تفرض تحديات أخلاقية، ولكنها تشبه من الناحية المفاهيمية تلك التي تناولها خبراء الأخلاقيات الحيوية في مجالات أخرى من العلاج". [178] سلط هاسيلجر وزملاؤه الضوء على أهمية إدارة التوقعات والقيمة. [179] يمكن للبروتوكولات القياسية ضمان إجراءات الموافقة المستنيرة السليمة أخلاقيًا للمرضى المحبوسين.

يعكس تطور واجهات الدماغ والدماغ تطور العلوم الصيدلانية، والتي بدأت كوسيلة لمعالجة الإعاقات والآن تعمل على تعزيز التركيز وتقليل الحاجة إلى النوم. ومع تطور واجهات الدماغ والدماغ من العلاجات إلى التحسينات، يعمل مجتمع واجهات الدماغ والدماغ على خلق إجماع بشأن المبادئ التوجيهية الأخلاقية للبحث والتطوير والنشر. [180] [181] سيكون ضمان الوصول العادل إلى واجهات الدماغ والدماغ أمرًا بالغ الأهمية في منع عدم المساواة بين الأجيال التي قد تعيق الحق في الازدهار البشري.

أنظمة منخفضة التكلفة

تعمل العديد من الشركات على تطوير أجهزة حاسب آلي غير مكلفة لأغراض البحث والترفيه. وقد حققت ألعاب مثل NeuroSky وMattel MindFlex بعض النجاح التجاري.

  • في عام 2006، حصلت شركة سوني على براءة اختراع لنظام واجهة عصبية يسمح للموجات الراديوية بالتأثير على الإشارات في القشرة العصبية. [182]
  • في عام 2007، أصدرت شركة NeuroSky أول جهاز تخطيط كهربية دماغي ميسور التكلفة وموجه للمستهلكين إلى جانب لعبة NeuroBoy. وكان أول جهاز تخطيط كهربية دماغي واسع النطاق يستخدم تقنية الاستشعار الجاف. [183]
  • في عام 2008، طورت شركة OCZ Technology جهازًا للاستخدام في ألعاب الفيديو يعتمد بشكل أساسي على تخطيط كهربية العضلات . [184]
  • في عام 2008، أعلنت شركة سكوير إينكس، مطورة لعبة فاينل فانتسي ، أنها تتعاون مع شركة نيوروسكاي لإنشاء لعبة جوديكا. [185] [186]
  • في عام 2009، دخلت شركة ماتيل في شراكة مع شركة نيوروسكاي لإطلاق لعبة Mindflex ، وهي لعبة تستخدم مخطط كهربية الدماغ لتوجيه الكرة عبر مسار مليء بالعقبات. وكانت اللعبة هي الأكثر مبيعًا بين مخططات كهربية الدماغ الموجهة للمستهلكين في ذلك الوقت. [185] [187]
  • في عام 2009، دخلت شركة Uncle Milton Industries في شراكة مع شركة NeuroSky لإطلاق لعبة Star Wars Force Trainer ، وهي لعبة مصممة لخلق وهم امتلاك القوة . [185] [188]
  • في عام 2009، أصدرت شركة Emotiv جهاز EPOC، وهو جهاز تخطيط كهربية الدماغ مكون من 14 قناة يمكنه قراءة 4 حالات ذهنية و13 حالة واعية وتعبيرات الوجه وحركات الرأس. كان جهاز EPOC أول جهاز BCI تجاري يستخدم تقنية الاستشعار الجاف، والتي يمكن تخفيفها بمحلول ملحي للحصول على اتصال أفضل. [189]
  • في نوفمبر 2011، اختارت مجلة تايم "necomimi" التي أنتجتها شركة Neurowear كواحدة من أفضل اختراعات العام. [190]
  • في فبراير 2014، بدأت منظمة They Shall Walk (وهي منظمة غير ربحية تعمل على بناء الهياكل الخارجية، والتي يطلق عليها اسم LIFESUITs، للمصابين بالشلل النصفي والشلل الرباعي) شراكة مع جيمس دبليو شاكارجي لتطوير واجهة الدماغ والدماغ اللاسلكية. [191]
  • في عام 2016، طورت مجموعة من الهواة لوحة BCI مفتوحة المصدر ترسل إشارات عصبية إلى مقبس الصوت في الهاتف الذكي، مما أدى إلى خفض تكلفة BCI الأساسية إلى 20 جنيهًا إسترلينيًا. [192] يتوفر برنامج تشخيص أساسي لأجهزة Android ، بالإضافة إلى تطبيق إدخال نص لـ Unity . [193]
  • في عام 2020، أصدرت شركة NextMind مجموعة تطوير تتضمن سماعة رأس EEG مع أقطاب كهربائية جافة بسعر 399 دولارًا. [194] [195] يمكن للجهاز تشغيل تطبيقات عرض BCI المرئية المختلفة أو يمكن للمطورين إنشاء تطبيقاتهم الخاصة. تم الاستحواذ عليها لاحقًا بواسطة Snap Inc. في عام 2022. [196]
  • في عام 2023، أصدرت PiEEG درعًا يسمح بتحويل كمبيوتر أحادي اللوحة Raspberry Pi إلى واجهة كمبيوتر دماغية مقابل 350 دولارًا. [197]

التوجهات المستقبلية

واجهة الدماغ والحاسوب

أكمل اتحاد مكون من 12 شريكًا أوروبيًا خارطة طريق لدعم المفوضية الأوروبية في قرارات التمويل لبرنامج إطار أفق 2020. تم تمويل المشروع من قبل المفوضية الأوروبية. بدأ في نوفمبر 2013 ونشر خارطة طريق في أبريل 2015. [198] يصف منشور عام 2015 هذا المشروع، بالإضافة إلى جمعية واجهة الدماغ والحاسوب. [199] استعرض العمل داخل هذا المشروع الذي حدد بشكل أكبر واجهات الدماغ والحاسوب والتطبيقات، واستكشف الاتجاهات الحديثة، وناقش القضايا الأخلاقية، وقيم الاتجاهات الخاصة بواجهات الدماغ والحاسوب الجديدة.

كما استكشفت منشورات حديثة أخرى اتجاهات BCI المستقبلية لمجموعات جديدة من المستخدمين ذوي الإعاقة. [10] [200]

اضطرابات الوعي (DOC)

يعاني بعض الأشخاص من اضطراب الوعي (DOC). يتم تعريف هذه الحالة لتشمل الأشخاص في غيبوبة وأولئك الذين في حالة نباتية (VS) أو حالة وعي أدنى (MCS). تسعى أبحاث BCI إلى معالجة DOC. الهدف الأولي الرئيسي هو تحديد المرضى الذين يمكنهم أداء المهام المعرفية الأساسية، والتي من شأنها أن تغير تشخيصهم، وتسمح لهم باتخاذ قرارات مهمة (مثل ما إذا كانوا سيطلبون العلاج، وأين يعيشون، ووجهات نظرهم بشأن قرارات نهاية الحياة المتعلقة بهم). قد يموت المرضى الذين تم تشخيصهم بشكل غير صحيح نتيجة لقرارات نهاية الحياة التي اتخذها الآخرون. إن احتمال استخدام BCI للتواصل مع هؤلاء المرضى هو احتمال مغرٍ. [201] [202]

لا يستطيع العديد من هؤلاء المرضى استخدام واجهات الدماغ والحاسوب القائمة على الرؤية. وبالتالي، يجب أن تعتمد الأدوات على المحفزات السمعية و/أو الاهتزازية اللمسية. قد يرتدي المرضى سماعات رأس و/أو محفزات اهتزازية اللمس توضع على أجزاء الجسم المستجيبة. ويتمثل تحدٍ آخر في أن المرضى قد لا يتمكنون من التواصل إلا على فترات غير متوقعة. يمكن للأجهزة المنزلية أن تسمح بالاتصالات عندما يكون المريض مستعدًا.

يمكن للأدوات الآلية طرح أسئلة يمكن للمرضى الإجابة عليها بسهولة، مثل "هل والدك اسمه جورج؟" أو "هل ولدت في الولايات المتحدة؟". تُعلم التعليمات الآلية المرضى كيفية إيصال الإجابة بنعم أو لا، على سبيل المثال من خلال تركيز انتباههم على المحفزات الموجودة على الرسغ الأيمن مقابل الرسغ الأيسر. ينتج عن هذا التركيز تغييرات موثوقة في أنماط تخطيط كهربية الدماغ والتي يمكن أن تساعد في تحديد ما إذا كان المريض قادرًا على التواصل. [203] [204] [205]

استعادة المحرك

قد يفقد الأشخاص بعض قدرتهم على الحركة بسبب العديد من الأسباب، مثل السكتة الدماغية أو الإصابة. وقد أثبتت الأبحاث في السنوات الأخيرة فائدة أنظمة BCI القائمة على تخطيط كهربية الدماغ في مساعدة التعافي الحركي وإعادة التأهيل العصبي لدى المرضى الذين أصيبوا بسكتة دماغية. [206] [207] [208] [209] استكشفت العديد من المجموعات أنظمة وطرق التعافي الحركي التي تتضمن BCIs. [210] [211] [212] [213] في هذا النهج، يقيس BCI النشاط الحركي بينما يتخيل المريض أو يحاول الحركات حسب توجيهات المعالج. قد يوفر BCI فائدتين: (1) إذا أشار BCI إلى أن المريض لا يتخيل حركة بشكل صحيح (عدم الامتثال)، فيمكن لـ BCI إبلاغ المريض والمعالج؛ و(2) تعتمد الملاحظات المجزية مثل التحفيز الوظيفي أو حركة الصورة الرمزية الافتراضية أيضًا على صور الحركة الصحيحة للمريض.

حتى الآن، اعتمدت واجهات الدماغ والحاسب الآلي للتعافي الحركي على مخطط كهربية الدماغ لقياس صور الحركة لدى المريض. ومع ذلك، استخدمت الدراسات أيضًا التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لدراسة التغيرات المختلفة في الدماغ أثناء خضوع الأشخاص لتدريب إعادة تأهيل السكتة الدماغية القائم على واجهات الدماغ والحاسب الآلي. [214] [215] [216] تبشر دراسات التصوير جنبًا إلى جنب مع أنظمة واجهات الدماغ والحاسب الآلي القائمة على مخطط كهربية الدماغ بالتحقيق في اللدونة العصبية أثناء التعافي الحركي بعد السكتة الدماغية. [216] قد تتضمن الأنظمة المستقبلية التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي وتدابير أخرى للتحكم في الوقت الفعلي، مثل الأشعة تحت الحمراء القريبة الوظيفية، ربما جنبًا إلى جنب مع مخططات كهربية الدماغ. كما تم استكشاف تحفيز الدماغ غير الجراحي بالاشتراك مع واجهات الدماغ والحاسب الآلي للتعافي الحركي. [217] في عام 2016، نشر علماء من جامعة ملبورن بيانات إثبات المفهوم قبل السريرية المتعلقة بمنصة تقنية واجهة الدماغ والحاسوب المحتملة التي يتم تطويرها للمرضى المصابين بالشلل لتسهيل التحكم في الأجهزة الخارجية مثل الأطراف الآلية وأجهزة الكمبيوتر والهياكل الخارجية عن طريق ترجمة نشاط الدماغ. [218] [219] [220]

رسم خرائط الدماغ الوظيفية

في عام 2014، خضع حوالي 400000 شخص لرسم خريطة الدماغ أثناء جراحة الأعصاب. غالبًا ما يكون هذا الإجراء مطلوبًا للأشخاص الذين لا يستجيبون للأدوية . [221] أثناء هذا الإجراء، يتم وضع أقطاب كهربائية على الدماغ لتحديد مواقع الهياكل والمناطق الوظيفية بدقة. قد يكون المرضى مستيقظين أثناء جراحة الأعصاب ويُطلب منهم أداء مهام، مثل تحريك الأصابع أو تكرار الكلمات. هذا ضروري حتى يتمكن الجراحون من إزالة الأنسجة المرغوبة مع تجنيب مناطق أخرى. يمكن أن يؤدي إزالة الكثير من أنسجة المخ إلى تلف دائم، في حين أن إزالة القليل جدًا قد يتطلب جراحة أعصاب إضافية. [ بحاجة لمصدر ]

استكشف الباحثون طرقًا لتحسين رسم الخرائط الجراحية العصبية. يركز هذا العمل إلى حد كبير على نشاط جاما المرتفع، والذي يصعب اكتشافه بطريقة غير جراحية. أدت النتائج إلى تحسين أساليب تحديد المناطق الوظيفية الرئيسية. [222]

الأجهزة المرنة

الإلكترونيات المرنة عبارة عن بوليمرات أو مواد مرنة أخرى (مثل الحرير ، [223] البنتاسين ، PDMS ، الباريلين ، البولي إيميد [224] ) مطبوعة بدوائر كهربائية ؛ تسمح المرونة للإلكترونيات بالانحناء. تشبه تقنيات التصنيع المستخدمة لإنشاء هذه الأجهزة تلك المستخدمة لإنشاء الدوائر المتكاملة والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS). [ بحاجة لمصدر ]

قد تعمل الواجهات العصبية المرنة على تقليل صدمة أنسجة المخ المرتبطة بعدم التوافق الميكانيكي بين القطب الكهربائي والأنسجة. [225]

الغبار العصبي

الغبار العصبي عبارة عن أجهزة بحجم المليمتر تعمل كأجهزة استشعار عصبية تعمل لاسلكيًا ، وقد تم اقتراحها في ورقة بحثية عام 2011 من مركز أبحاث جامعة كاليفورنيا، بيركلي اللاسلكي. [226] [227] في أحد النماذج، يمكن التمييز بين إمكانات المجال المحلي و"مسامير" إمكانات الفعل ، والتي من شأنها أن توفر بيانات متنوعة للغاية مقابل التقنيات التقليدية. [226]

انظر أيضا

ملحوظات

  1. ^ لم يتم زرع هذه الأقطاب الكهربائية في المريض بهدف تطوير واجهة الدماغ والحاسوب. كان المريض يعاني من صرع شديد وتم زرع الأقطاب الكهربائية مؤقتًا لمساعدة أطبائه في تحديد بؤر النوبات؛ وقد استغل باحثو واجهة الدماغ والحاسوب هذه الفرصة ببساطة. [98]

مراجع

  1. ^ ab Krucoff MO, Rahimpour S, Slutzky MW, Edgerton VR, Turner DA (2016). "تعزيز تعافي الجهاز العصبي من خلال علم الأعصاب وتدريب الواجهة العصبية وإعادة التأهيل العصبي". Frontiers in Neuroscience . 10 : 584. doi : 10.3389/fnins.2016.00584 . PMC  5186786. PMID  28082858 .
  2. ^ ab Martini, Michael L.; Oermann, Eric Karl; Opie, Nicholas L.; Panov, Fedor; Oxley, Thomas; Yaeger, Kurt (فبراير 2020). "وسائل الاستشعار لتكنولوجيا واجهة الدماغ والحاسوب: مراجعة شاملة للأدبيات". جراحة الأعصاب . 86 (2): E108–E117. doi :10.1093/neuros/nyz286. ISSN  0148-396X. PMID  31361011.
  3. ^ ab Vidal JJ (1973). "نحو اتصال مباشر بين الدماغ والحاسوب". المراجعة السنوية للفيزياء الحيوية والهندسة الحيوية . 2 (1): 157-180. doi : 10.1146/annurev.bb.02.060173.001105 . PMID  4583653.
  4. ^ ab Vidal J (1977). "الكشف في الوقت الحقيقي عن أحداث الدماغ في تخطيط كهربية الدماغ". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 65 (5): 633–641. doi :10.1109/PROC.1977.10542. S2CID  7928242.
  5. ^ Levine SP, Huggins JE, BeMent SL, Kushwaha RK, Schuh LA, Rohde MM, et al. (يونيو 2000). "واجهة دماغية مباشرة تعتمد على الإمكانات المرتبطة بالحدث". معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات في هندسة إعادة التأهيل . 8 (2): 180–185. doi :10.1109/86.847809. PMID  10896180.
  6. ^ Bird JJ, Manso LJ, Ribeiro EP, Ekart A, Faria DR (سبتمبر 2018). دراسة حول تصنيف الحالة العقلية باستخدام واجهة الدماغ والآلة القائمة على تخطيط كهربية الدماغ. جزيرة ماديرا، البرتغال: المؤتمر الدولي التاسع للأنظمة الذكية 2018. تم الاسترجاع في 3 ديسمبر 2018 .
  7. ^ Bird JJ, Ekart A, Buckingham CD, Faria DR (2019). تصنيف المشاعر العاطفية العقلية باستخدام واجهة الدماغ والآلة القائمة على تخطيط كهربية الدماغ. كلية سانت هيو، جامعة أكسفورد، المملكة المتحدة: المؤتمر الدولي حول معالجة الصور الرقمية والإشارات (DISP'19). مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2018. تم الاسترجاع في 3 ديسمبر 2018 .
  8. ^ Vanneste S, Song JJ, De Ridder D (مارس 2018). "اضطراب النظم القشري المهادي الذي تم اكتشافه بواسطة التعلم الآلي". Nature Communications . 9 (1): 1103. Bibcode :2018NatCo...9.1103V. doi :10.1038/s41467-018-02820-0. PMC 5856824. PMID  29549239 . 
  9. ^ Straebel V ، Thoben W (2014). "موسيقى ألفين لوسير للعازف المنفرد: موسيقى تجريبية تتجاوز التنغيم الصوتي". مجلة الصوت المنظم . 19 (1): 17–29. doi :10.1017/S135577181300037X. S2CID  62506825.
  10. ^ ab Wolpaw, JR و Wolpaw, EW (2012). "Brain-Computer Interfaces: Something New Under the Sun". في: Brain-Computer Interfaces: Principles and Practice ، Wolpaw, JR و Wolpaw (المحرران)، EW Oxford University Press.
  11. ^ Wolpaw JR، Birbaumer N، McFarland DJ، Pfurtscheller G، Vaughan TM (يونيو 2002). "واجهات الدماغ والحاسوب للتواصل والتحكم". علم وظائف الأعصاب السريري . 113 (6): 767-791. doi :10.1016/s1388-2457(02)00057-3. PMID  12048038. S2CID  17571592.
  12. ^ أليسون بي زد، وولباو إي دبليو، وولباو جيه آر (يوليو 2007). "أنظمة واجهة الدماغ والحاسوب: التقدم والآفاق". مراجعة الخبراء للأجهزة الطبية . 4 (4): 463-474. doi :10.1586/17434440.4.4.463. PMID  17605682. S2CID  4690450.
  13. ^ ab Bozinovski S, Bozinovska L (2019). "واجهة الدماغ والحاسوب في أوروبا: الذكرى السنوية الثلاثين". Automatika . 60 (1): 36–47. doi : 10.1080/00051144.2019.1570644 .
  14. ^ Vidal, Jacques J. (1977). "Real-time detection of brain events in EEG" (PDF) . Proceedings of the IEEE . 65 (5): 633–641. doi :10.1109/PROC.1977.10542. S2CID  7928242. مؤرشف من الأصل (PDF) في 19 يوليو 2015. تم الاسترجاع في 4 نوفمبر 2022 .
  15. ^ S. Bozinovski, M. Sestakov, L. Bozinovska: استخدام إيقاع ألفا لتخطيط كهربية الدماغ للتحكم في روبوت متحرك، في G. Harris, C. Walker (المحرران) Proc. IEEE Annual Conference of Medical and Biological Society ، ص 1515-1516، نيو أورليانز، 1988
  16. ^ S. Bozinovski: التحكم في مسار الروبوت المتحرك: من القضبان الثابتة إلى التحكم الكهربائي الحيوي المباشر، في O. Kaynak (المحرر) Proc. IEEE Workshop on Intelligent Motion Control ، ص 63-67، إسطنبول، 1990
  17. ^ م. ليبيديف: زيادة الوظائف الحسية الحركية باستخدام الأطراف الاصطناعية العصبية. أوبرا ميديكا وفيزيولوجيكا. المجلد 2 (3): 211-227، 2016
  18. ^ م. ليبيديف، م. نيكوليليس: واجهات الدماغ والآلة: من العلوم الأساسية إلى الأطراف الاصطناعية العصبية وإعادة التأهيل العصبي، المراجعة الفسيولوجية 97: 737-867، 2017
  19. ^ L. Bozinovska, G. Stojanov, M. Sestakov, S. Bozinovski: التعرف على أنماط CNV: خطوة نحو ملاحظة الموجة المعرفية، في L. Torres, E. Masgrau, E. Lagunas (المحررون) معالجة الإشارات الخامسة: النظريات والتطبيقات، وقائع مؤتمر معالجة الإشارات الأوروبي الخامس، إلسيفير، ص 1659-1662، برشلونة، 1990
  20. ^ L. Bozinovska, S. Bozinovski, G. Stojanov, Electroexpectogram: experimental design and algorithms, في Proc IEEE International Biomedical Engineering Days, ص 55-60، إسطنبول، 1992
  21. ^ ميراندا را، كاسيبير دبليو دي، هاين إيه إم، جودي جيه دبليو، كروتكوف إي بي، لابس تي إل، وآخرون (أبريل 2015). "الجهود الممولة من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة في تطوير تقنيات جديدة لواجهة الدماغ والحاسوب". مجلة أساليب علوم الأعصاب . 244 : 52–67. doi : 10.1016/j.jneumeth.2014.07.019 . PMID  25107852. S2CID  14678623.
  22. ^ Jacobs M, Premji A, Nelson AJ (16 مايو 2012). "بروتوكولات تحفيز التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة من خلال اللدونة للتحقيق في التحكم الحسي الجسدي في وظيفة اليد". Neural Plasticity . 2012 : 350574. doi : 10.1155/2012/350574 . PMC 3362131. PMID  22666612 . 
  23. ^ فوكس، ماجي (13 أكتوبر 2016). "شريحة دماغية تساعد رجلاً مشلولاً على الشعور بأصابعه". إن بي سي نيوز . تم الاسترجاع في 23 مارس 2021 .
  24. ^ هاتماكر، تايلور (10 يوليو 2017). "داربا تمنح 65 مليون دولار لتطوير واجهة مثالية صغيرة ثنائية الاتجاه بين الدماغ والحاسوب". تيك كرانش . تم الاسترجاع في 23 مارس 2021 .
  25. ^ ستيسي، كيفن (10 يوليو 2017). "براون تحصل على ما يصل إلى 19 مليون دولار لتصميم واجهة الدماغ والحاسوب من الجيل التالي". جامعة براون . تم الاسترجاع في 23 مارس 2021 .
  26. ^ ""Stentrode"" الأقل تدخلاً يُظهر إمكاناته كواجهة عصبية للدماغ". وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) . 8 فبراير 2016. تم الاسترجاع في 23 مارس 2021 .
  27. ^ "زراعة القوقعة". المعهد الوطني للصمم واضطرابات التواصل الأخرى . فبراير 2016. تم الاسترجاع في 1 أبريل 2024 .
  28. ^ ميغيل نيكوليليس وآخرون (2001) طور عالم أعصاب بجامعة ديوك نظامًا يسمح للقرود بالتحكم في أذرع الروبوتات من خلال إشارات الدماغ محفوظ في 19 ديسمبر 2008 على موقع واي باك مشين
  29. ^ بوم م (6 سبتمبر 2008). "قرد يستخدم قوة عقله لإطعام نفسه بذراع آلية". بيت كرونيكل. مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 2009. تم الاسترجاع في 6 يوليو 2009 .
  30. ^ لويس ت (نوفمبر 2020). "زرع دماغ الخنزير لإيلون ماسك لا يزال بعيدًا عن "حل الشلل". مجلة ساينتفك أمريكان . تم الاسترجاع في 23 مارس 2021 .
  31. ^ Shead S (فبراير 2021). "يقول إيلون ماسك إن شركته الناشئة Neuralink قامت بتوصيل قرد للعب ألعاب الفيديو باستخدام عقله". CNBC . تم الاسترجاع في 23 مارس 2021 .
  32. ^ فيتز إي (فبراير 1969). “التكييف الفعال لنشاط الوحدة القشرية”. علوم . 163 (3870): 955-958. بيب كود :1969Sci...163..955F. دوى :10.1126/science.163.3870.955. بميد  4974291. S2CID  45427819.
  33. ^ Schmidt EM, McIntosh JS, Durelli L, Bak MJ (سبتمبر 1978). "التحكم الدقيق في أنماط إطلاق النار المشروطة بالعمل للخلايا العصبية القشرية". علم الأعصاب التجريبي . 61 (2): 349–369. doi :10.1016/0014-4886(78)90252-2. PMID  101388. S2CID  37539476.
  34. ^ Georgopoulos AP, Lurito JT, Petrides M, Schwartz AB, Massey JT (January 1989). "الدوران العقلي لناقلات السكان العصبية". Science . 243 (4888): 234–236. Bibcode :1989Sci...243..234G. doi :10.1126/science.2911737. PMID  2911737. S2CID  37161168.
  35. ^ Stanley GB, Li FF, Dan Y (سبتمبر 1999). "إعادة بناء المشاهد الطبيعية من الاستجابات الجماعية في النواة الركبية الجانبية". مجلة علوم الأعصاب . 19 (18): 8036–8042. doi :10.1523/JNEUROSCI.19-18-08036.1999. PMC 6782475. PMID  10479703 . 
  36. ^ Wessberg J, Stambaugh CR, Kralik JD, Beck PD, Laubach M, Chapin JK, et al. (نوفمبر 2000). "التنبؤ في الوقت الفعلي بمسار اليد من خلال مجموعات من الخلايا العصبية القشرية في الرئيسيات". Nature . 408 (6810): 361–365. Bibcode :2000Natur.408..361W. doi :10.1038/35042582. PMID  11099043. S2CID  795720.
  37. ^ ab Carmena JM, Lebedev MA, Crist RE, O'Doherty JE, Santucci DM, Dimitrov DF, et al. (نوفمبر 2003). "تعلم التحكم في واجهة الدماغ والآلة للوصول والإمساك من قبل الرئيسيات". PLOS Biology . 1 (2): E42. doi : 10.1371/journal.pbio.0000042 . PMC 261882. PMID  14624244 . 
  38. ^ ab Lebedev MA, Carmena JM, O'Doherty JE, Zacksenhouse M, Henriquez CS, Principe JC, Nicolelis MA (مايو 2005). "التكيف مع المجموعة القشرية لتمثيل سرعة المحرك الاصطناعي الذي يتم التحكم فيه بواسطة واجهة الدماغ والآلة". مجلة علوم الأعصاب . 25 (19): 4681–4693. doi :10.1523/JNEUROSCI.4088-04.2005. PMC 6724781. PMID  15888644 . 
  39. ^ O'Doherty JE, Lebedev MA, Ifft PJ, Zhuang KZ, Shokur S, Bleuler H, Nicolelis MA (أكتوبر 2011). "الاستكشاف اللمسي النشط باستخدام واجهة الدماغ والآلة والدماغ". Nature . 479 (7372): 228–231. Bibcode :2011Natur.479..228O. doi :10.1038/nature10489. PMC 3236080. PMID  21976021 . 
  40. ^ Serruya MD, Hatsopoulos NG, Paninski L, Fellows MR, Donoghue JP (مارس 2002). "التحكم العصبي الفوري في إشارة الحركة". مجلة نيتشر . 416 (6877): 141–142. رمز Bibcode :2002Natur.416..141S. doi :10.1038/416141a. PMID  11894084. S2CID  4383116.
  41. ^ Taylor DM, Tillery SI, Schwartz AB (يونيو 2002). "التحكم القشري المباشر في الأجهزة العصبية الاصطناعية ثلاثية الأبعاد". مجلة العلوم . 296 (5574): 1829–1832. رمز Bibcode :2002Sci...296.1829T. CiteSeerX 10.1.1.1027.4335 . doi :10.1126/science.1070291. PMID  12052948. S2CID  9402759. 
  42. ^ فريق بيتسبرغ يبني على ذراع يتم التحكم بها عن طريق الدماغ أرشيف 4 يوليو 2007 على موقع واي باك مشين ، بيتسبرغ تريبيون ريفيو ، 5 سبتمبر 2006.
  43. ^ فيديو على اليوتيوب
  44. ^ Velliste M, Perel S, Spalding MC, Whitford AS, Schwartz AB (يونيو 2008). "التحكم القشري في الذراع الاصطناعية للتغذية الذاتية". Nature . 453 (7198): 1098–1101. Bibcode :2008Natur.453.1098V. doi :10.1038/nature06996. PMID  18509337. S2CID  4404323.
  45. ^ Musallam S, Corneil BD, Greger B, Scherberger H, Andersen RA (يوليو 2004). "إشارات التحكم المعرفي للأطراف الاصطناعية العصبية". Science . 305 (5681): 258–262. Bibcode :2004Sci...305..258M. doi :10.1126/science.1097938. PMID  15247483. S2CID  3112034.
  46. ^ Santucci DM, Kralik JD, Lebedev MA, Nicolelis MA (سبتمبر 2005). "المجموعات القشرية الجبهية والجدارية تتنبأ بنشاط العضلات في التجربة الواحدة أثناء حركات الوصول في الرئيسيات". المجلة الأوروبية لعلوم الأعصاب . 22 (6): 1529–1540. doi :10.1111/j.1460-9568.2005.04320.x. PMID  16190906. S2CID  31277881.
  47. ^ Anumanchipalli GK, Chartier J, Chang EF (أبريل 2019). "توليف الكلام من فك التشفير العصبي للجمل المنطوقة". Nature . 568 (7753): 493–498. Bibcode :2019Natur.568..493A. doi :10.1038/s41586-019-1119-1. PMC 9714519. PMID 31019317.  S2CID 129946122  . 
  48. ^ Pandarinath C, Ali YH (أبريل 2019). "غرسات الدماغ التي تتيح لك التعبير عن رأيك". مجلة نيتشر . 568 (7753): 466–467. Bibcode :2019Natur.568..466P. doi : 10.1038/d41586-019-01181-y . PMID  31019323.
  49. ^ ab Moses DA, Metzger SL, Liu JR, Anumanchipalli GK, Makin JG, Sun PF, et al. (يوليو 2021). "Neuroprosthesis for Decoding Speech in a Paralyzed Person with Anarthria". مجلة نيو إنجلاند الطبية . 385 (3): 217-227. doi :10.1056/NEJMoa2027540. PMC 8972947. PMID 34260835.  S2CID 235907121  . 
  50. ^ بيلوك، بام (14 يوليو 2021). "الاستفادة من الدماغ لمساعدة رجل مشلول على الكلام". نيويورك تايمز .
  51. ^ "استخدام BCI2000 في أبحاث BCI". المركز الوطني للتكنولوجيا العصبية التكيفية . تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2023 .
  52. ^ Huber D, Petreanu L, Ghitani N, Ranade S, Hromádka T, Mainen Z, Svoboda K (يناير 2008). "التحفيز الضوئي الدقيق المتفرق في القشرة البرميلية يحفز السلوك المكتسب لدى الفئران المتحركة بحرية". Nature . 451 (7174): 61–64. Bibcode :2008Natur.451...61H. doi :10.1038/nature06445. PMC 3425380. PMID  18094685 . 
  53. ^ Nicolelis MA, Lebedev MA (يوليو 2009). "مبادئ فسيولوجيا المجموعة العصبية التي تشكل الأساس لتشغيل واجهات الدماغ والآلة". مراجعات الطبيعة. علوم الأعصاب . 10 (7): 530-540. doi :10.1038/nrn2653. PMID  19543222. S2CID  9290258.
  54. ^ ab Zander TO, Kothe C (أبريل 2011). "نحو واجهات دماغ حاسوبية سلبية: تطبيق تكنولوجيا واجهة الدماغ الحاسوبية على أنظمة الإنسان والآلة بشكل عام". مجلة الهندسة العصبية . 8 (2): 025005. رمز Bibcode :2011JNEng...8b5005Z. doi :10.1088/1741-2560/8/2/025005. PMID  21436512. S2CID  37168897.
  55. ^ Richardson AG, Ghenbot Y, Liu X, Hao H, Rinehart C, DeLuccia S, et al. (أغسطس 2019). "تعلم استراتيجيات الاستشعار النشط باستخدام واجهة حسية بين الدماغ والآلة". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 116 (35): 17509–17514. Bibcode :2019PNAS..11617509R. doi : 10.1073/pnas.1909953116 . PMC 6717311. PMID  31409713 . 
  56. ^ عبد القادر س. ن، عطية ع، مصطفى م. س (يوليو 2015). "التفاعل بين الدماغ والحاسوب: التطبيقات والتحديات". المجلة المصرية للمعلوماتية . 16 (2): 213-230. doi : 10.1016/j.eij.2015.06.002 . ISSN  1110-8665.
  57. ^ Polikov VS, Tresco PA, Reichert WM (أكتوبر 2005). "استجابة أنسجة المخ للأقطاب العصبية المزروعة بشكل مزمن". مجلة أساليب علوم الأعصاب . 148 (1): 1–18. doi :10.1016/j.jneumeth.2005.08.015. PMID  16198003. S2CID  11248506.
  58. ^ "رحلة البحث عن الرؤية". Wired . (سبتمبر 2002).
  59. ^ Kotler S. "Vision Quest". Wired . ISSN  1059-1028 . تم الاسترجاع في 10 نوفمبر 2021 .
  60. ^ تولر د (1 نوفمبر 2004). "الدكتور ويليام دوبيل، رائد الرؤية الاصطناعية، يموت عن عمر يناهز 62 عامًا". نيويورك تايمز .
  61. ^ Naumann J (2012). البحث عن الجنة: رواية مريض عن تجربة الرؤية الاصطناعية . Xlibris. ISBN 978-1-4797-0920-5.
  62. ^ nurun.com (28 نوفمبر 2012). "فقدان جنة التكنولوجيا الفائقة للسيد جين نومان". Thewhig.com . تم الاسترجاع في 19 ديسمبر 2016 .
  63. ^ Kennedy PR, Bakay RA (يونيو 1998). "استعادة الناتج العصبي من مريض مشلول من خلال اتصال مباشر بالدماغ". NeuroReport . 9 (8): 1707–1711. doi :10.1097/00001756-199806010-00007. PMID  9665587. S2CID  5681602.
  64. ^ Hochberg LR, Serruya MD, Friehs GM, Mukand JA, Saleh M, Caplan AH, et al. (يوليو 2006). "التحكم في الأجهزة الاصطناعية بواسطة مجموعة عصبية من قبل إنسان مصاب بالشلل الرباعي". مجلة نيتشر . 442 (7099). جيرهارد م. فريز، جون أ. موكاند، مريم صالح، أبراهام هـ. كابلان، ألموت برانر، ديفيد تشين، ريتشارد د. بن وجون ب. دونوغو: 164-171. رمز Bibcode :2006Natur.442..164H. doi :10.1038/nature04970. PMID  16838014. S2CID  4347367.
  65. ^ Martins Iduwe. "Brain Computer Interface". Academia.edu . تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2023 .
  66. ^ Hochberg LR, Bacher D, Jarosiewicz B, Masse NY, Simeral JD, Vogel J, et al. (مايو 2012). "الوصول والإمساك بواسطة الأشخاص المصابين بالشلل الرباعي باستخدام ذراع آلية يتم التحكم فيها عصبيًا". Nature . 485 ( 7398): 372–375. Bibcode :2012Natur.485..372H. doi :10.1038/nature11076. PMC 3640850. PMID  22596161. 
  67. ^ Collinger JL, Wodlinger B, Downey JE, Wang W, Tyler-Kabara EC, Weber DJ, et al. (فبراير 2013). "التحكم العصبي الاصطناعي عالي الأداء من قبل فرد مصاب بالشلل الرباعي". لانسيت . 381 (9866): 557–564. doi :10.1016/S0140-6736(12)61816-9. PMC 3641862. PMID  23253623 . 
  68. ^ Willett FR, Avansino DT, Hochberg LR, Henderson JM, Shenoy KV (مايو 2021). "التواصل عالي الأداء من الدماغ إلى النص عبر الكتابة اليدوية". Nature . 593 (7858): 249–254. Bibcode :2021Natur.593..249W. doi : 10.1038/s41586-021-03506-2. PMC 8163299. PMID  33981047. 
  69. ^ Willett FR (2021). "واجهة الدماغ والحاسوب عالية الأداء للكتابة اليدوية". في Guger C، Allison BZ، Gunduz A (المحررون). بحث واجهة الدماغ والحاسوب: ملخص على أحدث طراز 10. SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering. Cham: Springer International Publishing. ص. 105-109. doi :10.1007/978-3-030-79287-9_11. ISBN 978-3-030-79287-9. S2CID  239736609.
  70. ^ هاملتون جيه (14 يوليو 2021). "زرع دماغي تجريبي يسمح لرجل مصاب بالشلل بتحويل أفكاره إلى كلمات". كل شيء مدروس . NPR.
  71. ^ Pandarinath C, Bensmaia SJ (سبتمبر 2021). "العلم والهندسة وراء الأيدي الآلية الحساسة التي يتم التحكم فيها عن طريق الدماغ". المراجعات الفسيولوجية . 102 (2): 551-604. doi :10.1152/physrev.00034.2020. PMC 8742729. PMID 34541898.  S2CID 237574228  . 
  72. ^ Willett, Francis R.; Kunz, Erin M.; Fan, Chaofei; Avansino, Donald T.; Wilson, Guy H.; Choi, Eun Young; Kamdar, Foram; Glasser, Matthew F.; Hochberg, Leigh R.; Druckmann, Shaul; Shenoy, Krishna V.; Henderson, Jaimie M. (23 أغسطس 2023). "جهاز عصبي اصطناعي للكلام عالي الأداء". Nature . 620 (7976): 1031–1036. Bibcode :2023Natur.620.1031W. doi :10.1038/s41586-023-06377-x. ISSN  1476-4687. PMC 10468393. PMID 37612500  . 
  73. ^ Metzger, Sean L.; Littlejohn, Kaylo T.; Silva, Alexander B.; Moses, David A.; Seaton, Margaret P.; Wang, Ran; Dougherty, Maximilian E.; Liu, Jessie R.; Wu, Peter; Berger, Michael A.; Zhuravleva, Inga; Tu-Chan, Adelyn; Ganguly, Karunesh; Anumanchipalli, Gopala K.; Chang, Edward F. (23 أغسطس 2023). "جهاز عصبي اصطناعي عالي الأداء لفك تشفير الكلام والتحكم في الصورة الرمزية". Nature . 620 (7976): 1037–1046. Bibcode :2023Natur.620.1037M. doi :10.1038/s41586-023-06443-4. ISSN  1476-4687. PMC 10826467 . PMID  37612505. S2CID  261098775. 
  74. ^ نداف، مريم (23 أغسطس 2023). "أجهزة قراءة الدماغ تسمح للأشخاص المشلولين بالتحدث باستخدام أفكارهم". نيتشر . 620 (7976): 930-931. رمز Bibcode : 2023Natur.620..930N. doi : 10.1038/d41586-023-02682-7. PMID  37612493. S2CID  261099321.
  75. ^ Zhang M, Tang Z, Liu X, Van der Spiegel J (أبريل 2020). "الواجهات العصبية الإلكترونية". Nature Electronics . 3 (4): 191–200. doi :10.1038/s41928-020-0390-3. ISSN  2520-1131. S2CID  216508360.
  76. ^ Hodgkin AL, Huxley AF (أغسطس 1952). "وصف كمي للتيار الغشائي وتطبيقه على التوصيل والإثارة في الأعصاب". مجلة علم وظائف الأعضاء . 117 (4): 500-544. doi :10.1113/jphysiol.1952.sp004764. PMC 1392413. PMID  12991237 . 
  77. ^ ab Obien ME, Deligkaris K, Bullmann T, Bakkum DJ, Frey U (2015). "الكشف عن الوظيفة العصبية من خلال تسجيلات مجموعة الأقطاب الكهربائية الدقيقة". Frontiers in Neuroscience . 8 : 423. doi : 10.3389/fnins.2014.00423 . PMC 4285113. PMID  25610364. 
  78. ^ ab Harrison RR (يوليو 2008). "تصميم الدوائر المتكاملة لمراقبة نشاط الدماغ". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 96 (7): 1203–1216. doi :10.1109/JPROC.2008.922581. ISSN  1558-2256. S2CID  7020369.
  79. ^ Haci D, Liu Y, Ghoreishizadeh SS, Constandinou TG (فبراير 2020). "اعتبارات رئيسية لإدارة الطاقة في الأجهزة الطبية القابلة للزرع النشطة". ندوة معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات الأمريكية اللاتينية الحادية عشرة لعام 2020 حول الدوائر والأنظمة (LASCAS) . ص. 1-4. doi :10.1109/LASCAS45839.2020.9069004. ISBN 978-1-7281-3427-7. S2CID  215817530.
  80. ^ Downey JE، Schwed N، Chase SM، Schwartz AB، Collinger JL (أغسطس 2018). "استقرار التسجيل داخل القشرة المخية لدى مستخدمي واجهة الدماغ والحاسوب البشرية". مجلة الهندسة العصبية . 15 (4): 046016. رمز Bibcode : 2018JNEng..15d6016D. doi : 10.1088/1741-2552/aab7a0. PMID  29553484. S2CID  3961913.
  81. ^ Szostak KM, Grand L, Constandinou TG (2017). "الواجهات العصبية للتسجيل داخل القشرة المخية: المتطلبات وطرق التصنيع والخصائص". Frontiers in Neuroscience . 11 : 665. doi : 10.3389/fnins.2017.00665 . PMC 5725438. PMID  29270103 . 
  82. ^ ab Saxena T, Karumbaiah L, Gaupp EA, Patkar R, Patil K, Betancur M, et al. (يوليو 2013). "تأثير خرق حاجز الدم الدماغي المزمن على وظيفة الأقطاب الكهربائية داخل القشرة المخية". المواد الحيوية . 34 (20): 4703-4713. doi :10.1016/j.biomaterials.2013.03.007. PMID  23562053.
  83. ^ Nolta NF, Christensen MB, Crane PD, Skousen JL, Tresco PA (1 يونيو 2015). "تسرب الحاجز الدموي الدماغي، وتضخم النجمات، وفقدان الأنسجة يرتبط بأداء تسجيل مجموعة أقطاب السيليكون الدقيقة". Biomaterials . 53 : 753–762. doi :10.1016/j.biomaterials.2015.02.081. PMID  25890770.
  84. ^ Robinson JT, Pohlmeyer E, Gather MC, Kemere C, Kitching JE, Malliaras GG, et al. (نوفمبر 2019). "تطوير تقنيات استشعار الدماغ من الجيل التالي - مراجعة". مجلة أجهزة استشعار معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 19 (22): 10163-10175. doi :10.1109/JSEN.2019.2931159. PMC 7047830. PMID  32116472 . 
  85. ^ Luan L, Wei X, Zhao Z, Siegel JJ, Potnis O, Tuppen CA, et al. (فبراير 2017). "مجسات إلكترونية نانوية فائقة المرونة تشكل تكاملاً عصبيًا موثوقًا به وخاليًا من الندوب الدبقية". Science Advances . 3 (2): e1601966. Bibcode :2017SciA....3E1966L. doi :10.1126/sciadv.1601966. PMC 5310823. PMID  28246640 . 
  86. ^ فرانك جيه إيه، أنتونيني إم جيه، أنيكيفا بي (سبتمبر 2019). "واجهات الجيل التالي لدراسة الوظيفة العصبية". التكنولوجيا الحيوية الطبيعية . 37 (9): 1013-1023. doi :10.1038/s41587-019-0198-8. PMC 7243676. PMID  31406326 . 
  87. ^ ab Hong G، Viveros RD، Zwang TJ، Yang X، Lieber CM (يوليو 2018). "Tissue-like Neural Probes for Understanding and Modulating the Brain". الكيمياء الحيوية . 57 (27): 3995–4004. doi :10.1021/acs.biochem.8b00122. PMC 6039269. PMID  29529359 . 
  88. ^ Viveros RD، Zhou T، Hong G، Fu TM، Lin HG، Lieber CM (يونيو 2019). "تصميمات شبكية متقدمة أحادية وثنائية الأبعاد للإلكترونيات القابلة للحقن". Nano Letters . 19 (6): 4180–4187. Bibcode :2019NanoL..19.4180V. doi :10.1021/acs.nanolett.9b01727. PMC 6565464. PMID  31075202 . 
  89. ^ جولاتي ت، وون إس جيه، وراماناثان دي إس، وونغ سي سي، وبوديبودي إيه، وسوانسون آر إيه، وجانجولي كيه (يونيو 2015). "التحكم القوي بالجهاز العصبي الاصطناعي من القشرة المحيطة بالآفة بعد السكتة الدماغية". مجلة علوم الأعصاب . 35 (22): 8653-8661. doi :10.1523/JNEUROSCI.5007-14.2015. PMC 6605327. PMID  26041930 . 
  90. ^ Soldozy S, Young S, Kumar JS, Capek S, Felbaum DR, Jean WC, et al. (يوليو 2020). "مراجعة منهجية لمصفوفات الدعامات والأقطاب الكهربائية داخل الأوعية الدموية، نهج طفيف التوغل لواجهات الدماغ والآلة". Neurosurgical Focus . 49 (1): E3. doi : 10.3171/2020.4.FOCUS20186 . PMID  32610291. S2CID  220308983.
  91. ^ ab Opie N (2021). "The StentrodeTM Neural Interface System". في Guger C، Allison BZ، Tangermann M (المحررون). Brain-Computer Interface Research . SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering. Cham: Springer International Publishing. ص. 127–132. doi :10.1007/978-3-030-60460-8_13. ISBN 978-3-030-60460-8. S2CID  234102889.
  92. ^ Teleb MS, Cziep ME, Lazzaro MA, Gheith A, Asif K, Remler B, Zaidat OO (مايو 2014). "ارتفاع ضغط الدم داخل الجمجمة مجهول السبب. تحليل منهجي لدعامات الجيب المستعرض". طب الأعصاب التداخلي . 2 (3): 132-143. doi :10.1159/000357503. PMC 4080637. PMID  24999351 . 
  93. ^ برايسون س (5 نوفمبر 2020). "جهاز ستينترود يسمح لمرضى التصلب الجانبي الضموري الذين يعانون من شلل جزئي في الطرف العلوي بالتحكم في الكمبيوتر". أخبار التصلب الجانبي الضموري اليوم .
  94. ^ لانيز، نيكوليتا (12 يناير 2023). "جهاز جديد "يتحكم فيه الفكر" يقرأ نشاط الدماغ من خلال الوريد الوداجي". livescience.com . مؤرشف من الأصل في 16 فبراير 2023 . تم الاسترجاع 16 فبراير 2023 .
  95. ^ ميتشل، بيتر؛ لي، سارة سي إم؛ يو، بيتر إي؛ موروكوف، أندرو؛ شارما، راؤول بي؛ ويليامز، داريل إل؛ ماكيزاك، كريستوفر؛ هوارد، مارك إي؛ إيرفينج، لو؛ فرلجيك، إيفان؛ ويليامز، كاميرون؛ بوش، ستيفن؛ بالابانسكي، آنا إتش؛ دروموند، كاثرين جيه؛ ديزموند، باتريشيا؛ ويبر، دوغلاس؛ دينيسون، تيموثي؛ ماذرز، سوزان؛ أوبراين، تيرينس جيه؛ موكو، جيه؛ جرايدن، ديفيد بي؛ ليبسكيند، ديفيد إس؛ أوبي، نيكولاس إل؛ أوكسلي، توماس جيه؛ كامبل، بروس سي في (9 يناير 2023). "تقييم سلامة واجهة الدماغ والحاسوب المزروعة بالكامل في الأوعية الدموية لعلاج الشلل الشديد لدى 4 مرضى: دراسة جهاز Stentrode المزود بمفتاح رقمي يتم التحكم فيه عن طريق الفكر (SWITCH)" . JAMA Neurology . 80 (3): 270–278. doi :10.1001/jamaneurol.2022.4847. ISSN  2168-6149. PMC 9857731. PMID 36622685.  S2CID 255545643  . 
  96. ^ Serruya M, Donoghue J (2004). "الفصل الثالث: مبادئ تصميم جهاز اصطناعي حركي عصبي" (PDF) . في Horch KW, Dhillon GS (المحرران). Neuroprosthetics: Theory and Practice . Imperial College Press. ص. 1158–1196. doi :10.1142/9789812561763_0040. مؤرشف من الأصل (PDF) في 4 أبريل 2005.
  97. ^ "مراهق يحرك أيقونات الفيديو فقط من خلال خياله". بيان صحفي . جامعة واشنطن في سانت لويس. 9 أكتوبر 2006.
  98. ^ Schalk G, Miller KJ, Anderson NR, Wilson JA, Smyth MD, Ojemann JG, et al. (مارس 2008). "التحكم في الحركة ثنائية الأبعاد باستخدام إشارات تخطيط كهربية الدماغ لدى البشر". مجلة الهندسة العصبية . 5 (1): 75–84. Bibcode :2008JNEng...5...75S. doi :10.1088/1741-2560/5/1/008. PMC 2744037. PMID  18310813 . 
  99. ^ Nicolas-Alonso LF, Gomez-Gil J (31 January 2012). "Brain computer interfaces, a review". Sensors . 12 (2): 1211–1279. Bibcode :2012Senso..12.1211N. doi : 10.3390 /s120201211 . PMC 3304110. PMID  22438708. 
  100. ^ Yanagisawa T (2011). "Electrocorticographic Control of Prosthetic Arm in Paralyzed Patients". الجمعية الأمريكية لعلم الأعصاب . المجلد 71، العدد 3. ص 353-361. doi :10.1002/ana.22613. تتمتع واجهة الدماغ والحاسوب القائمة على ECoG بميزة في الإشارة والمتانة الضرورية تمامًا للتطبيق السريري
  101. ^ ab Pei X (2011). "فك رموز الحروف المتحركة والحروف الساكنة في الكلمات المنطوقة والمتخيلة باستخدام إشارات تخطيط كهربية القشرة المخية لدى البشر". J Neural Eng 046028th ser. 8.4 . PMID  21750369. قام جاستن ويليامز، وهو مهندس في مجال الطب الحيوي في الجامعة، بتحويل غرسة تخطيط كهربية الدماغ إلى جهاز صغير يمكن تركيبه بأقل قدر من الضجة. وقد تم اختباره على الحيوانات لفترة طويلة من الزمن - حيث يظل تخطيط كهربية الدماغ الصغير في مكانه ولا يبدو أنه يؤثر سلبًا على الجهاز المناعي.
  102. ^ ماكين جيه جي، موسى دي إيه، تشانج إي إف (2021). "فك تشفير الكلام كترجمة آلية". في جوجر سي، أليسون بي زد، غوندوز إيه (المحررون). أبحاث واجهة الدماغ والحاسوب . سبرينغر بريفس في الهندسة الكهربائية والحاسوبية. شام: سبرينغر إنترناشيونال للنشر. ص 23-33. doi :10.1007/978-3-030-79287-9_3. ISBN 978-3-030-79287-9. S2CID  239756345.
  103. ^ ماكين جيه جي، موسى دي إيه، تشانج إي إف (أبريل 2020). "الترجمة الآلية للنشاط القشري إلى نص باستخدام إطار عمل مشفر-فك تشفير". مجلة علوم الأعصاب الطبيعية . 23 (4): 575-582. doi :10.1038/s41593-020-0608-8. PMC 10560395. PMID 32231340.  S2CID 214704481  . 
  104. ^ Gallegos-Ayala G، Furdea A، Takano K، Ruf CA، Flor H، Birbaumer N (مايو 2014). "التواصل بين المخ والمريض المنغلق تمامًا باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة بجانب السرير". علم الأعصاب . 82 (21): 1930–1932. doi :10.1212/WNL.0000000000000449. PMC 4049706. PMID  24789862 . 
  105. ^ فيدال 1977
  106. ^ بوزينوفسكا وآخرون. 1988، 1990
  107. ^ بوزينوفسكي وآخرون. 1988
  108. ^ فارويل ودونشين، 1988
  109. ^ وينترز، جيفري (مايو 2003). "التواصل عن طريق موجات الدماغ". علم النفس اليوم .
  110. ^ أدريان بوزينوفسكي "تقلبات CNV كنموذج لواجهة الدماغ والحاسوب" في ج. كيرن، س. تونكوفيتش، وآخرون (المحررون) وقائع المؤتمر السابع للجمعية الكرواتية للمعلوماتية الطبية، ص 149-154، رييكا، 2005
  111. ^ بوزينوفسكي، أدريجان؛ بوزينوفسكا، ليليانا (2009). إمكانات الدماغ المتوقعة في نموذج واجهة الدماغ والروبوت . المؤتمر الدولي الرابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات/قسم الهندسة العصبية عام 2009. IEEE. ص. 451-454. doi :10.1109/ner.2009.5109330.
  112. ^ بوجينوفسكي ، أدريجان. تونكوفيتش، ستانكو؛ إيشجوم، فيليمير؛ بوزنوفسكا، ليليانا (2011). “التحكم في الروبوت باستخدام إمكانات الدماغ التوقعية”. آلي . 52 (1): 20-30. دوى : 10.1080/00051144.2011.11828400 . S2CID  33223634.
  113. ^ Bozinovski, Stevo; Bozinovski, Adrijan (2015). "الحالات العقلية، ومظاهر تخطيط كهربية الدماغ، والدوائر الرقمية المحاكية عقليًا للتفاعل بين الدماغ والروبوت". معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات بشأن التطور العقلي المستقل . 7 (1). معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE): 39–51. doi : 10.1109/tamd.2014.2387271 . ISSN  1943-0604. S2CID  21464338.
  114. ^ Yuan H, Liu T, Szarkowski R, Rios C, Ashe J, He B (فبراير 2010). "التباين السلبي بين الاستجابات المرتبطة بالمهمة في نشاط النطاق ألفا/بيتا وBOLD في القشرة الحسية الحركية البشرية: دراسة تخطيط كهربية الدماغ والرنين المغناطيسي الوظيفي للصور الحركية والحركات". NeuroImage . 49 (3): 2596–2606. doi :10.1016/j.neuroimage.2009.10.028. PMC 2818527. PMID  19850134 . 
  115. ^ Doud AJ, Lucas JP, Pisansky MT, He B (2011). Gribble PL (محرر). "التحكم المستمر ثلاثي الأبعاد في طائرة هليكوبتر افتراضية باستخدام واجهة دماغ حاسوبية تعتمد على صور المحرك". PLOS ONE . 6 (10): e26322. Bibcode :2011PLoSO...626322D. doi : 10.1371/journal.pone.0026322 . PMC 3202533. PMID  22046274 . 
  116. ^ "طائرة هليكوبتر موجهة فكريًا تقلع". بي بي سي نيوز . 5 يونيو 2013. تم استرجاعه في 5 يونيو 2013 .
  117. ^ تشين إل، دينج إل، هي بي (سبتمبر 2004). "تصنيف صور الحركة عن طريق تحليل المصدر لتطبيقات واجهة الدماغ والحاسوب". مجلة الهندسة العصبية . 1 (3): 135-141. رمز Bibcode :2004JNEng...1..135Q. doi :10.1088/1741-2560/1/3/002. PMC 1945182. PMID  15876632 . 
  118. ^ Höhne J، Holz E، Staiger-Sälzer P، Müller KR ، Kübler A، Tangermann M (2014). “الصور الحركية للمرضى الذين يعانون من إعاقة حركية شديدة: دليل على التواصل بين الدماغ والحاسوب كحل تحكم متفوق”. بلوس واحد . 9 (8): e104854. بيب كود :2014PLoSO...9j4854H. دوى : 10.1371/journal.pone.0104854 . بمك 4146550 . بميد  25162231. 
  119. ^ Bird JJ, Faria DR, Manso LJ, Ekart A, Buckingham CD (13 مارس 2019). "نهج تطوري عميق لتحسين التصنيف المستوحى من البيولوجيا للتفاعل بين الدماغ والآلة". Complexity . 2019. Hindawi Limited: 1–14. arXiv : 1908.04784 . doi : 10.1155/2019/4316548 . ISSN  1076-2787.
  120. ^ منصور س، آنج كيه كيه، ناير كيه بي، فوا كيه إس، أرفانيه إم (يناير 2022). "فعالية واجهة الدماغ والحاسوب وتأثير خصائص تصميمها على إعادة تأهيل الطرف العلوي بعد السكتة الدماغية: مراجعة منهجية وتحليل تلوي للتجارب العشوائية المُحكمة". تخطيط كهربية الدماغ وعلم الأعصاب السريري . 53 (1): 79-90. doi :10.1177/15500594211009065. PMC 8619716. PMID 33913351.  S2CID 233446181  . 
  121. ^ Baniqued PD، Stanyer EC، Awais M، Alazmani A، Jackson AE، Mon-Williams MA، وآخرون. (يناير 2021). "روبوتات واجهة الدماغ والحاسوب لإعادة تأهيل اليد بعد السكتة الدماغية: مراجعة منهجية". مجلة هندسة الأعصاب وإعادة التأهيل . 18 (1): 15. doi : 10.1186/s12984-021-00820-8 . PMC 7825186. PMID  33485365 . 
  122. ^ Taheri BA, Knight RT, Smith RL (مايو 1994). "A dry electrode for EEG registration". Electroencephalography and Clinical Neurophysiology . 90 (5): 376–383. doi :10.1016/0013-4694(94)90053-1. PMID  7514984.
  123. ^ علي زاده طاهري ب (1994). مجموعة أقطاب فروة الرأس الدقيقة النشطة لتسجيل إشارات تخطيط كهربية الدماغ (أطروحة الدكتوراه). ص. 82. رمز Bibcode :1994PhDT........82A.
  124. ^ هوكينبيري، جون (أغسطس 2001). "الأذكياء الجدد". مجلة Wired . المجلد 9، العدد 8.
  125. ^ Lin CT, Ko LW, Chang CJ, Wang YT, Chung CH, Yang FS, et al. (2009), "Wearable and Wireless Brain-Computer Interface and Its Applications", Foundations of Augmented Cognition. Neuroergonomics and Operational Neuroscience, Lecture Notes in Computer Science, vol. 5638, Springer Berlin Heidelberg, pp. 741–748, doi:10.1007/978-3-642-02812-0_84, ISBN 978-3-642-02811-3, S2CID 14515754
  126. ^ a b c d Wang YT, Wang Y, Jung TP (April 2011). "A cell-phone-based brain-computer interface for communication in daily life". Journal of Neural Engineering. 8 (2): 025018. Bibcode:2011JNEng...8b5018W. doi:10.1088/1741-2560/8/2/025018. PMID 21436517. S2CID 10943518.
  127. ^ Guger C, Allison BZ, Großwindhager B, Prückl R, Hintermüller C, Kapeller C, et al. (2012). "How Many People Could Use an SSVEP BCI?". Frontiers in Neuroscience. 6: 169. doi:10.3389/fnins.2012.00169. PMC 3500831. PMID 23181009.
  128. ^ a b Lin YP, Wang Y, Jung TP (2013). "A mobile SSVEP-based brain-computer interface for freely moving humans: The robustness of canonical correlation analysis to motion artifacts". 2013 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC). Vol. 2013. pp. 1350–1353. doi:10.1109/EMBC.2013.6609759. ISBN 978-1-4577-0216-7. PMID 24109946. S2CID 23136360.
  129. ^ Rashid M, Sulaiman N, Abdul Majeed AP, Musa RM, Ab Nasir AF, Bari BS, Khatun S (2020). "Current Status, Challenges, and Possible Solutions of EEG-Based Brain-Computer Interface: A Comprehensive Review". Frontiers in Neurorobotics. 14: 25. doi:10.3389/fnbot.2020.00025. PMC 7283463. PMID 32581758.
  130. ^ US 20130127708, issued 23 May 2013 
  131. ^ a b c Wang YT, Wang Y, Cheng CK, Jung TP (2013). "Developing stimulus presentation on mobile devices for a truly portable SSVEP-based BCI". 2013 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC). Vol. 2013. pp. 5271–5274. doi:10.1109/EMBC.2013.6610738. ISBN 978-1-4577-0216-7. PMID 24110925. S2CID 14324159.
  132. ^ Bin G, Gao X, Yan Z, Hong B, Gao S (أغسطس 2009). "واجهة دماغ حاسوبية تعتمد على SSVEP متعددة القنوات عبر الإنترنت باستخدام طريقة تحليل الارتباط القياسي". مجلة الهندسة العصبية . 6 (4): 046002. رمز Bibcode :2009JNEng...6d6002B. doi :10.1088/1741-2560/6/4/046002. PMID  19494422. S2CID  32640699.
  133. ^ سيميونيدو إي آر، نوردين إيه دي، هيرستون دبليو دي، فيريس دي بي (أبريل 2018). "تأثيرات اهتزاز الكابل ومساحة سطح القطب وكتلة القطب على جودة إشارة تخطيط كهربية الدماغ أثناء الحركة". أجهزة الاستشعار . 18 (4): 1073. رمز Bibcode : 2018Senso..18.1073S. doi : 10.3390/s18041073 . PMC 5948545. PMID  29614020 . 
  134. ^ Wang Y, Wang R, Gao X, Hong B, Gao S (يونيو 2006). "واجهة دماغ حاسوبية عملية تعتمد على VEP". معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات للأنظمة العصبية وهندسة إعادة التأهيل . 14 (2): 234–239. doi :10.1109/TNSRE.2006.875576. PMID  16792302.
  135. ^ Pfurtscheller G، Müller GR، Pfurtscheller J، Gerner HJ، Rupp R (نوفمبر 2003). ""الفكر" - التحكم في التحفيز الكهربائي الوظيفي لاستعادة قبضة اليد لدى مريض مصاب بالشلل الرباعي. رسائل علوم الأعصاب . 351 (1): 33-36. doi : 10.1016/S0304-3940(03)00947-9. PMID  14550907. S2CID  38568963.
  136. ^ Do AH، Wang PT، King CE، Chun SN، Nenadic Z (ديسمبر 2013). "تقويم المشي الآلي الذي يتم التحكم فيه بواسطة واجهة الدماغ والحاسوب". مجلة هندسة الأعصاب وإعادة التأهيل . 10 (1): 111. doi : 10.1186/1743-0003-10-111 . PMC 3907014. PMID  24321081 . 
  137. ^ شخص مصاب بالشلل النصفي يقوم بتشغيل RoGO الذي يتم التحكم فيه بواسطة BCI (4x) على YouTube.com
  138. ^ يتحكم أليكس بليني في ذراع روبوتية رخيصة للمستهلك باستخدام سماعة الرأس EPOC عبر منفذ تتابع تسلسلي على YouTube.com
  139. ^ رانجاناثا سيتارام، أندريا كاريا، رالف فيت، تيلمان جابر، جوزيبينا روتا، أندريا كوبلر ونيلز بيرباومر (2007) "واجهة الدماغ والحاسوب باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي: أداة للبحث والعلاج العصبي"
  140. ^ Peplow, Mark (27 أغسطس 2004). "لعبة تنس الطاولة العقلية قد تساعد المصابين بالشلل النصفي". News@nature . doi :10.1038/news040823-18.
  141. ^ "لتشغيل الروبوت باستخدام الدماغ فقط، طورت ATR وهوندا تقنية تعتمد على BMI". Tech-on . 26 مايو 2006. مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2017 . تم الاسترجاع 22 سبتمبر 2006 .
  142. ^ مياواكي واي، أوشيدا إتش، ياماشيتا أو، ساتو ما، موريتو واي، تانابي إتش سي، وآخرون. (ديسمبر 2008). “إعادة بناء الصور المرئية من نشاط الدماغ البشري باستخدام مجموعة من أجهزة فك تشفير الصور المحلية متعددة النطاق”. الخلايا العصبية . 60 (5): 915-929. دوى : 10.1016/j.neuron.2008.11.004 . بميد  19081384. S2CID  17327816.
  143. ^ Nishimoto S، Vu AT، Naselaris T، Benjamini Y، Yu B، Gallant JL (أكتوبر 2011). "إعادة بناء التجارب البصرية من نشاط الدماغ الناتج عن الأفلام الطبيعية". علم الأحياء الحالي . 21 (19): 1641–1646. doi :10.1016/j.cub.2011.08.031. PMC 3326357. PMID  21945275 . 
  144. ^ يام، فيليب (22 سبتمبر 2011). "اختراق قد يمكّن الآخرين من مراقبة أحلامك وذكرياتك". مجلة ساينتفك أمريكان . تم الاسترجاع في 25 سبتمبر 2011 .
  145. ^ "إعادة بناء التجارب البصرية من نشاط الدماغ الناتج عن الأفلام الطبيعية (صفحة المشروع)". مختبر جالانت في جامعة كاليفورنيا بيركلي . مؤرشف من الأصل في 25 سبتمبر 2011. تم الاسترجاع في 25 سبتمبر 2011 .
  146. ^ أنور، ياسمين (22 سبتمبر 2011). "العلماء يستخدمون التصوير الدماغي للكشف عن الأفلام في أذهاننا". مركز أخبار جامعة كاليفورنيا في بيركلي . تم استرجاعه في 25 سبتمبر 2011 .
  147. ^ abc Marshall D, Coyle D, Wilson S, Callaghan M (2013). "الألعاب وطريقة اللعب وواجهة الدماغ والحاسوب: حالة الفن". معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات للذكاء الحاسوبي والذكاء الاصطناعي في الألعاب . 5 (2): 83. doi :10.1109/TCIAIG.2013.2263555. S2CID  206636315.
  148. ^ "أهداف المنظمين". بي بي سي . تم استرجاعه في 19 ديسمبر 2022 .
  149. ^ أنج كيه كيه، تشين زي واي، وانج سي، جوان سي، تشانغ إتش (1 يناير 2012). "خوارزمية النمط المكاني المشترك لتصفية البنوك على مجموعات بيانات مسابقة واجهة الدماغ والحاسوب الرابعة 2أ و2ب". فرونتيرز في علوم الأعصاب . 6 : 39. doi : 10.3389/fnins.2012.00039 . PMC 3314883. PMID  22479236 . 
  150. ^ فيركلو، ستيفن هـ. (يناير 2009). "أساسيات الحوسبة الفسيولوجية". التفاعل مع أجهزة الكمبيوتر . 21 (1-2): 133-145. doi :10.1016/j.intcom.2008.10.011. S2CID  16314534.
  151. ^ Bozinovski S (2017). "Signal Processing Robotics Using Signals Generated by a Human Head: From Pioneering Works to EEG-Based Emulation of Digital Circuits". Advances in Robot Design and Intelligent Control . Advances in Intelligent Systems and Computing. المجلد 540. ص 449-462. doi :10.1007/978-3-319-49058-8_49. ISBN 978-3-319-49057-1.
  152. ^ Mathôt S, Melmi JB, van der Linden L, Van der Stigchel S (2016). "The Mind-Writing Pupil: A Human-Computer Interface Based on Decoding of Covert Attention through Pupillometry". PLOS ONE . 11 (2): e0148805. Bibcode :2016PLoSO..1148805M. doi : 10.1371/journal.pone.0148805 . PMC 4743834. PMID  26848745 . 
  153. ^ بلاند، إيريك (13 أكتوبر 2008). "الجيش يطور "التخاطر الاصطناعي". ديسكفري نيوز . تم الاسترجاع في 13 أكتوبر 2008 .
  154. ^ Pais-Vieira M, Lebedev M, Kunicki C, Wang J, Nicolelis MA (28 فبراير 2013). "واجهة بين الدماغ والدماغ لمشاركة المعلومات الحسية والحركية في الوقت الفعلي". التقارير العلمية . 3 : 1319. رمز Bibcode : 2013NatSR...3E1319P. doi : 10.1038/srep01319. PMC 3584574. PMID  23448946 . 
  155. ^ جورمان، جيمس (28 فبراير 2013). "جرذ يفكر وآخر يتفاعل". نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 28 فبراير 2013 .
  156. ^ Sample, Ian (1 مارس 2013). "واجهة بين دماغين تتيح للفئران مشاركة المعلومات عبر الإنترنت". The Guardian . تم الاسترجاع في 2 مارس 2013 .
  157. ^ كينيدي، باغان (18 سبتمبر 2011). "السايبورغ في داخلنا جميعًا". نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 28 يناير 2012 .
  158. ^ سليم، جوسلين؛ درينكل، بيت (1 نوفمبر 2002). "الارتباط البيوني". ديسكوفر . مؤرشف من الأصل في 6 يناير 2008.
  159. ^ جيايمو، كارا (10 يونيو 2015). "التواصل بين الجهاز العصبي يؤدي إلى الإمساك باليد عن بعد". أطلس أوبسكورا .
  160. ^ Warwick, K, Gasson, M, Hutt, B, Goodhew, I, Kyberd, P, Schulzrinne, H and Wu, X: "Thought Communication and Control: A First Step using Radiotelegraphy", IEE Proceedings on Communications, 151(3), pp.185–189, 2004
  161. ^ Warwick K, Gasson M, Hutt B, Goodhew I, Kyberd P, Andrews B, et al. (أكتوبر 2003). "تطبيق تكنولوجيا الزرع للأنظمة السيبرانية". أرشيفات علم الأعصاب . 60 (10): 1369–1373. doi : 10.1001/archneur.60.10.1369 . PMID  14568806.
  162. ^ Grau C, Ginhoux R, Riera A, Nguyen TL, Chauvat H, Berg M, et al. (2014). "التواصل الواعي بين المخ والدماغ عند البشر باستخدام تقنيات غير جراحية". PLOS ONE . 9 (8): e105225. Bibcode :2014PLoSO...9j5225G. doi : 10.1371/journal.pone.0105225 . PMC 4138179. PMID  25137064 . 
  163. ^ Mazzatenta A, Giugliano M, Campidelli S, Gambazzi L, Businaro L, Markram H, et al. (يونيو 2007). "ربط الخلايا العصبية بأنابيب الكربون النانوية: نقل الإشارة الكهربائية والتحفيز المشبكي في الدوائر الدماغية المزروعة". مجلة علوم الأعصاب . 27 (26): 6931–6936. doi :10.1523/JNEUROSCI.1051-07.2007. PMC 6672220. PMID  17596441 . 
  164. ^ علماء معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا يبتكرون أول رقاقة عصبية، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، 26 أكتوبر 1997
  165. ^ ساندانا، لاكشمي (22 أكتوبر 2004). "قادمون إلى دماغ قريب منك". Wired News . مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 2006.
  166. ^ "'دماغ' في طبق يطير محاكي الطيران". سي إن إن . 4 نوفمبر 2004.
  167. ^ "ديفيد بيرس – الإنسانية زائد". 5 أكتوبر 2017. تم الاسترجاع في 30 ديسمبر 2021 .
  168. ^ Stoica A (2010). "التكهنات حول الروبوتات والسايبورغ والتواجد عن بعد". YouTube . مؤرشف من الأصل في 28 ديسمبر 2021. تم الاسترجاع في 28 ديسمبر 2021 .
  169. ^ "خبراء يعيدون تعريف المستقبل في Humanity+ @ CalTech". Kurzweil . تم الاسترجاع في 30 ديسمبر 2021 .
  170. ^ WO2012100081A2، Stoica، Adrian، "تجميع الإشارات الحيوية من عدة أفراد لتحقيق نتيجة جماعية"، صدر في 2012-07-26 
  171. ^ وانج يي، جونج تي بي (31 مايو 2011). "واجهة تعاونية بين الدماغ والحاسوب لتحسين الأداء البشري". بلوس وان . 6 (5): e20422. رمز المرجع : 2011PLoSO...620422W. doi : 10.1371/journal.pone.0020422 . PMC 3105048. PMID  21655253 . 
  172. ^ Eckstein MP, Das K, Pham BT, Peterson MF, Abbey CK, Sy JL, Giesbrecht B (يناير 2012). "فك تشفير الحكمة الجماعية باستخدام الحوسبة متعددة الأدمغة". NeuroImage . 59 (1): 94–108. doi :10.1016/j.neuroimage.2011.07.009. PMID  21782959. S2CID  14930969.
  173. ^ Stoica A (سبتمبر 2012). "MultiMind: Multi-Brain Signal Fusion to Exceed the Power of a Single Brain". المؤتمر الدولي الثالث لعام 2012 حول تقنيات الأمن الناشئة . ص 94-98. doi :10.1109/EST.2012.47. ISBN 978-0-7695-4791-6. S2CID  6783719.
  174. ^ "Paralyzed Again". MIT Technology Review . تم الاسترجاع في 8 ديسمبر 2023 .
  175. ^ "Gale - تسجيل الدخول للمنتج". galeapps.gale.com . تم الاسترجاع في 8 ديسمبر 2023 .
  176. ^ إينكا، مارسيلو؛ هاسيلجر، بيم (يونيو 2016). "اختراق الدماغ: تكنولوجيا الربط بين الدماغ والحاسوب وأخلاقيات الأمن العصبي". الأخلاق وتكنولوجيا المعلومات . 18 (2): 117-129. doi :10.1007/s10676-016-9398-9. S2CID  5132634.
  177. ^ شتاينرت، ستيفن؛ فريدريش، أورسوليا (1 فبراير 2020). "العواطف السلكية: القضايا الأخلاقية لواجهات الدماغ العاطفية والحاسوب". أخلاقيات العلوم والهندسة . 26 (1): 351-367. doi :10.1007/s11948-019-00087-2. ISSN  1471-5546. PMC 6978299. PMID 30868377  . 
  178. ^ Clausen, Jens (1 February 2009). "الإنسان والآلة وما بينهما". Nature . 457 (7233): 1080–1081. Bibcode :2009Natur.457.1080C. doi :10.1038/4571080a. ISSN  0028-0836. PMID  19242454. S2CID  205043226.
  179. ^ Haselager, Pim; Vlek, Rutger; Hill, Jeremy; Nijboer, Femke (1 November 2009). "A note on moral aspects of BCI". الشبكات العصبية . واجهة الدماغ والآلة. 22 (9): 1352–1357. doi :10.1016/j.neunet.2009.06.046. hdl : 2066/77533 . ISSN  0893-6080. PMID  19616405.
  180. ^ Attiah, Mark A.; Farah, Martha J. (15 May 2014). "العقول واللوحات الأم والمال: مستقبلية وواقعية في أخلاقيات الأعصاب لتقنيات واجهة الدماغ والحاسوب". Frontiers in Systems Neuroscience . 8 : 86. doi : 10.3389/fnsys.2014.00086 . ISSN  1662-5137. PMC 4030132. PMID 24860445  . 
  181. ^ Nijboer, Femke; Clausen, Jens; Allison, Brendan Z.; Haselager, Pim (2013). "استطلاع أسيلومار: آراء أصحاب المصلحة حول القضايا الأخلاقية المتعلقة بربط الدماغ بالحاسوب". Neuroethics . 6 (3): 541–578. doi :10.1007/s12152-011-9132-6. ISSN  1874-5490. PMC 3825606. PMID 24273623  . 
  182. ^ "واجهة عصبية حاصلة على براءة اختراع من شركة سوني". مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2012.
  183. ^ "ألعاب العقل". مجلة الإيكونوميست . 23 مارس 2007.
  184. ^ "صفحة منتج وحدة التحكم في الألعاب nia". مجموعة تكنولوجيا OCZ . تم الاسترجاع في 30 يناير 2013 .
  185. ^ abc Li S (8 أغسطس 2010). "قراءة العقول في السوق". لوس أنجلوس تايمز . مؤرشف من الأصل في 4 يناير 2013.
  186. ^ فرولينجر، جوشوا (9 أكتوبر 2008). "التواصل مع NeuroSky وSquare Enix's Judecca mind-control game". Engadget . تم الاسترجاع في 29 مايو 2012 .
  187. ^ ألعاب جديدة تعمل بالموجات الدماغية. Physorg.com (10 يناير 2009). تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2010.
  188. ^ سنيدر، مايك (7 يناير 2009). "قطارات ألعاب لتشجيع معجبي "حرب النجوم" على استخدام القوة". يو إس إيه توداي . تم الاسترجاع في 1 مايو 2010 .
  189. ^ "الصفحة الرئيسية لـ Emotiv". Emotiv.com . تم الاسترجاع في 29 ديسمبر 2009 .
  190. ^ "'necomimi' selected 'Time Magazine / The 50 best invention of the year'". Neurowear. 22 نوفمبر 2011. مؤرشف من الأصل في 25 يناير 2012.
  191. ^ "LIFESUIT Updates & News – They Shall Walk". Theyshallwalk.org . تم الاسترجاع في 19 ديسمبر 2016 .
  192. ^ "SmartphoneBCI". GitHub . تم الاسترجاع في 5 يونيو 2018 .
  193. ^ "SSVEP_keyboard". GitHub . تم الاسترجاع في 5 أبريل 2017 .
  194. ^ Protalinski, Emil (8 December 2020). "NextMind تشحن مجموعة أدوات تطوير واجهة الكمبيوتر الدماغي في الوقت الفعلي مقابل 399 دولارًا". VentureBeat . تم الاسترجاع في 8 سبتمبر 2021 .
  195. ^ إيثرينغتون، داريل (21 ديسمبر 2020). "مجموعة أدوات تطوير NextMind للحوسبة التي يتم التحكم فيها بالعقل توفر عامل "إبهار" نادر في مجال التكنولوجيا". TechCrunch . تم الاسترجاع في 1 أبريل 2024 .
  196. ^ "مرحبًا بك يا Nextmind!". ar.snap.com . تم الاسترجاع في 31 مايو 2024 .
  197. ^ "واجهة الدماغ والحاسوب (BCI)، استكشاف علم الأعصاب - PiEEG". PiEEG . مؤرشف من الأصل في 15 أغسطس 2024 . تم الاسترجاع في 15 أغسطس 2024 .
  198. ^ "خريطة الطريق - BNCI Horizon 2020". bnci-horizon-2020.eu . تم الاسترجاع في 5 مايو 2019 .
  199. ^ برونر سي، بيرباومر ن، بلانكيرتز ب، جوجر سي، كوبلر أ، ماتيا د، وآخرون (2015). "BNCI Horizon 2020: towards a roadmap for the BCI community". Brain-Computer Interfaces . 2 : 1–10. doi :10.1080/2326263X.2015.1008956. hdl : 1874/350349 . S2CID  15822773.
  200. ^ أليسون بي زد، دون إس، ليب آر، ميلان جيه، نيجولت إيه (2013). نحو واجهات دماغية حاسوبية عملية: سد الفجوة بين البحث والتطبيقات في العالم الحقيقي . برلين هايدلبرغ: دار نشر سبرينغر. رقم ISBN 978-3-642-29746-5.
  201. ^ Edlinger G, Allison BZ, Guger C (2015). "كم عدد الأشخاص الذين يمكنهم استخدام نظام BCI؟". في Kansaku K, Cohen L, Birbaumer N (المحررون). Clinical Systems Neuroscience . طوكيو: pringer Verlag Japan. ص 33-66. ISBN 978-4-431-55037-2.
  202. ^ Chatelle C, Chennu S, Noirhomme Q, Cruse D, Owen AM, Laureys S (2012). "التفاعل بين الدماغ والحاسوب في اضطرابات الوعي". إصابات الدماغ . 26 (12): 1510–1522. doi :10.3109/02699052.2012.698362. hdl : 2268/162403 . PMID  22759199. S2CID  6498232.
  203. ^ Boly M, Massimini M, Garrido MI, Gosselies O, Noirhomme Q, Laureys S, Soddu A (2012). "الترابط الدماغي في اضطرابات الوعي". Brain Connectivity . 2 (1): 1–10. doi :10.1089/brain.2011.0049. hdl : 2268/131984 . PMID  22512333. S2CID  6447538.
  204. ^ Gibson RM, Fernández-Espejo D, Gonzalez-Lara LE, Kwan BY, Lee DH, Owen AM, Cruse D (2014). "تزيد المهام المتعددة ووسائل التصوير العصبي من احتمالية اكتشاف الوعي الخفي لدى المرضى الذين يعانون من اضطرابات الوعي". Frontiers in Human Neuroscience . 8 : 950. doi : 10.3389/fnhum.2014.00950 . PMC 4244609. PMID  25505400. 
  205. ^ Risetti M، Formisano R، Toppi J، Quitadamo LR، Bianchi L، Astolfi L، et al. (2013). "حول اكتشاف ERPs في اضطرابات إعادة تأهيل الوعي". Frontiers in Human Neuroscience . 7 : 775. doi : 10.3389/fnhum.2013.00775 . PMC 3834290. PMID  24312041 . 
  206. ^ Silvoni S, Ramos-Murguialday A, Cavinato M, Volpato C, Cisotto G, Turolla A, et al. (أكتوبر 2011). "واجهة الدماغ والحاسوب في السكتة الدماغية: مراجعة للتقدم". تخطيط كهربية الدماغ وعلم الأعصاب السريري . 42 (4): 245-252. doi :10.1177/155005941104200410. PMID  22208122. S2CID  37902399.
  207. ^ Leamy DJ، Kocijan J، Domijan K، Duffin J، Roche RA، Commins S، et al. (يناير 2014). “استكشاف ميزات EEG أثناء التعافي بعد السكتة الدماغية – الآثار المترتبة على علاج إعادة التأهيل العصبي بوساطة BCI”. مجلة الهندسة العصبية وإعادة التأهيل . 11 : 9. دوى : 10.1186/1743-0003-11-9 . بمك 3996183 . بميد  24468185. 
  208. ^ Tung SW, Guan C, Ang KK, Phua KS, Wang C, Zhao L, et al. (يوليو 2013). "Motor imagery BCI for upper limb stroke rehabilitation: An evaluation of the EEG recordings using coherence analysis". المؤتمر الدولي السنوي الخامس والثلاثون لجمعية الهندسة في الطب والأحياء التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (EMBC) لعام 2013. المجلد 2013. ص 261-264. doi :10.1109/EMBC.2013.6609487. ISBN 978-1-4577-0216-7. PMID  24109674. S2CID  5071115.
  209. ^ باي زد، فونغ كيه إن، تشانغ جيه جيه، تشان جيه، تينغ كيه إتش (أبريل 2020). "التأثيرات الفورية والطويلة الأمد لإعادة تأهيل الطرف العلوي باستخدام واجهة الدماغ والحاسوب بعد السكتة الدماغية: مراجعة منهجية وتحليل تلوي". مجلة الهندسة العصبية وإعادة التأهيل . 17 (1): 57. doi : 10.1186/s12984-020-00686-2 . PMC 7183617. PMID  32334608. 
  210. ^ Remsik A, Young B, Vermilyea R, Kiekhoefer L, Abrams J, Evander Elmore S, et al. (مايو 2016). "مراجعة للتقدم والتداعيات المستقبلية لعلاجات واجهة الدماغ والحاسوب لاستعادة وظيفة الحركة في الطرف العلوي البعيد بعد السكتة الدماغية". Expert Review of Medical Devices . 13 (5): 445–454. doi : 10.1080/17434440.2016.1174572. PMC 5131699. PMID  27112213. 
  211. ^ Monge-Pereira E, Ibañez-Pereda J, Alguacil-Diego IM, Serrano JI, Spottorno-Rubio MP, Molina-Rueda F (سبتمبر 2017). "استخدام أنظمة واجهة الدماغ والحاسوب باستخدام تخطيط كهربية الدماغ كنهج تأهيلي لوظيفة الطرف العلوي بعد السكتة الدماغية: مراجعة منهجية". PM&R . 9 (9): 918–932. doi :10.1016/j.pmrj.2017.04.016. PMID  28512066. S2CID  20808455.
  212. ^ Sabathiel N, Irimia DC, Allison BZ, Guger C, Edlinger G (17 يوليو 2016). "التحفيز الترابطي المزدوج باستخدام واجهات الدماغ والحاسوب: نموذج جديد لإعادة تأهيل السكتة الدماغية". أساسيات الإدراك المعزز: بيئة العمل العصبية وعلم الأعصاب التشغيلي . مذكرات محاضرات في علوم الكمبيوتر. المجلد 9743. ص 261-272. doi :10.1007/978-3-319-39955-3_25. ISBN 978-3-319-39954-6.
  213. ^ Riccio A, Pichiorri F, Schettini F, Toppi J, Risetti M, Formisano R, et al. (2016). "ربط الدماغ بالكمبيوتر لتحسين التواصل وإعادة التأهيل بعد تلف الدماغ". واجهات الدماغ والحاسوب: تجارب معملية لتطبيقات العالم الحقيقي . التقدم في أبحاث الدماغ. المجلد 228. ص 357-387. doi :10.1016/bs.pbr.2016.04.018. ISBN 978-0-12-804216-8. PMID  27590975.
  214. ^ Várkuti B, Guan C, Pan Y, Phua KS, Ang KK, Kuah CW, et al. (يناير 2013). "ترتبط التغيرات في حالة الراحة في الاتصال الوظيفي باستعادة الحركة لتدريب الطرف العلوي بمساعدة الروبوت بعد السكتة الدماغية". Neurorehabilitation and Neural Repair . 27 (1): 53–62. doi :10.1177/1545968312445910. PMID  22645108. S2CID  7120989.
  215. ^ Young BM, Nigogosyan Z, Remsik A, Walton LM, Song J, Nair VA, et al. (2014). "التغيرات في الاتصال الوظيفي ترتبط بالمكاسب السلوكية لدى مرضى السكتة الدماغية بعد العلاج باستخدام جهاز واجهة الدماغ والحاسوب". Frontiers in Neuroengineering . 7 : 25. doi : 10.3389/fneng.2014.00025 . PMC 4086321. PMID  25071547. 
  216. ^ ab Yuan K, Chen C, Wang X, Chu WC, Tong RK (يناير 2021). "تأثيرات تدريب واجهة الدماغ والحاسوب على السكتة الدماغية المزمنة ترتبط بإعادة التنظيم الوظيفي في المناطق المرتبطة بالحركة: دراسة متزامنة لتخطيط كهربية الدماغ والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي". علوم الدماغ . 11 (1): 56. doi : 10.3390/brainsci11010056 . PMC 7824842. PMID  33418846 . 
  217. ^ Mrachacz-Kersting N, Voigt M, Stevenson AJ, Aliakbaryhosseinabadi S, Jiang N, Dremstrup K, Farina D (نوفمبر 2017). "تأثير نوع التغذية الراجعة الواردة الموقوتة مع الصور الحركية على تحريض اللدونة القشرية". Brain Research . 1674 : 91–100. doi :10.1016/j.brainres.2017.08.025. hdl : 10012/12325 . PMID  28859916. S2CID  5866337.
  218. ^ Opie N (2 أبريل 2019). "نظرة عامة على الأبحاث". كلية الطب بجامعة ملبورن . جامعة ملبورن . تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2019 .
  219. ^ Oxley TJ، Opie NL، John SE، Rind GS، Ronayne SM، Wheeler TL، وآخرون (مارس 2016). "مجموعة أقطاب كهربائية داخلية قليلة التوغل لتسجيلات عالية الدقة ومزمنة للنشاط العصبي القشري". Nature Biotechnology . 34 (3): 320–327. doi :10.1038/nbt.3428. PMID  26854476. S2CID  205282364.
  220. ^ "شركة Synchron تبدأ تجربة تقنية واجهة Stentrode العصبية". Verdict Medical Devices. 22 سبتمبر 2019. تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2019 .
  221. ^ Radzik I، Miziak B، Dudka J، Chrościńska-Krawczyk M، Czuczwar SJ (يونيو 2015). “آفاق الوقاية من الصرع”. التقارير الدوائية . 67 (3): 663-668. دوى :10.1016/j.pharep.2015.01.016. بميد  25933984. S2CID  31284248.
  222. ^ Ritaccio A, Brunner P, Gunduz A, Hermes D, Hirsch LJ, Jacobs J, et al. (ديسمبر 2014). "وقائع ورشة العمل الدولية الخامسة حول التقدم في تخطيط كهربية قشر الدماغ". الصرع والسلوك . 41 : 183-192. doi :10.1016/j.yebeh.2014.09.015. PMC 4268064. PMID 25461213  . 
  223. ^ Kim DH, Viventi J, Amsden JJ, Xiao J, Vigeland L, Kim YS, et al. (يونيو 2010). "أغشية قابلة للذوبان من ألياف الحرير للإلكترونيات المتكاملة بيولوجيًا المطابقة فائقة الرقة". Nature Materials . 9 (6): 511–517. Bibcode :2010NatMa...9..511K. doi :10.1038/nmat2745. PMC 3034223. PMID 20400953  . 
  224. ^ Boppart SA, Wheeler BC, Wallace CS (يناير 1992). "مجموعة من الأقطاب الكهربائية الدقيقة المثقبة المرنة للتسجيلات العصبية الممتدة". معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات للهندسة الطبية الحيوية . 39 (1): 37–42. doi :10.1109/10.108125. PMID  1572679. S2CID  36593459.
  225. ^ Thompson CH, Zoratti MJ, Langhals NB, Purcell EK (أبريل 2016). "واجهات الأقطاب الكهربائية التجديدية للأطراف الاصطناعية العصبية". هندسة الأنسجة. الجزء ب، المراجعات . 22 (2): 125-135. doi : 10.1089/ten.teb.2015.0279 . PMID  26421660.
  226. ^ ab Rabaey JM (سبتمبر 2011). "واجهات الدماغ والآلة باعتبارها الحدود الجديدة في التصغير الشديد". وقائع مؤتمر أبحاث الأجهزة ذات الحالة الصلبة الأوروبي (ESSDERC) لعام 2011. ص 19-24. doi :10.1109/essderc.2011.6044240. ISBN 978-1-4577-0707-0. S2CID  47542923.
  227. ^ Warneke B, Last M, Liebowitz B, Pister KS (January 2001). "الغبار الذكي: التواصل مع كمبيوتر بحجم المليمتر المكعب". Computer . 34 (1): 44–51. doi :10.1109/2.895117. ISSN  0018-9162. S2CID  21557.

قراءة إضافية

  • بروس، أندرو. "دليل الشباب لموسيقى الموجات الدماغية: أربعون عامًا من الصوت من تخطيط كهربية الدماغ البشري". eContact! 14.2 – ممارسة الأداء التكنولوجي الحيوي / Pratiques de performance biotechnologique (يوليو 2012). مونتريال: CEC .
  • جوبتا، كوتا نافين ورامسوامي بالانابيان. "استخدام تخطيط كهربية الدماغ عالي التردد في تصميمات واجهة الدماغ والحاسوب القائمة على البصريات والسمعيات". eContact! 14.2 – ممارسة الأداء التكنولوجي الحيوي / Pratiques de performance biotechnologique (يوليو 2012). مونتريال: CEC .
  • أوزونيان، جاسيا. “The Biomuse Trio في المحادثة: مقابلة مع R. Benjamin Knapp و Eric Lyon”. الاتصال الإلكتروني! 14.2 – ممارسة أداء التكنولوجيا الحيوية / ممارسات أداء التكنولوجيا الحيوية (يوليو 2012). مونتريال: لجنة الانتخابات المركزية .
  • 20 عامًا من أبحاث واجهة الدماغ والآلة. سلسلة مختبر نيكوليليس. المجلد 1. 2019. ص 452.
  • 20 عامًا من أبحاث واجهة الدماغ والآلة. سلسلة مختبر نيكوليليس. المجلد 2. 2019. ص 436.
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـ واجهات الدماغ والحاسوب .
لدى Scholia ملف تعريف موضوعي لواجهة الدماغ والحاسوب .
  • واندلت، سارة ك.؛ بيانس، ديفيد أ.؛ بيجسا، كيلسي؛ لي، برايان؛ ليو، تشارلز؛ أندرسن، ريتشارد أ. (13 مايو 2024). "تمثيل الكلام الداخلي بواسطة الخلايا العصبية الفردية في التلفيف الفوق الهامشي البشري". سلوك الإنسان الطبيعي . 8 (6): 1136-1149. doi : 10.1038/s41562-024-01867-y . ISSN  2397-3374. PMC 11199147.  PMID 38740984  .
  • مشروع الفتح
  • CIA - واجهة BCI اللاسلكية
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=واجهة_الدماغ_والحاسوب&oldid=1257975328"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate