پیشرفت سمعک‌ها برای پردازش صدا در مغز

اختلال شنوایی از مشکلاتی است که همواره بشر با آن دست به گریبان بوده است و از گذشته‌های دور دانشمندان تلاش کرده‌اند آن را حل کنند. ساخت سمعک، بدون‌شک پیشرفت شگرفی در حل این مشکل ایجاد کرده است. امروزه با پیشرفت حوزه علوم اعصاب و پیوند آن با هوش مصنوعی ساخت این‌گونه وسایل نیز با تغییرات مهمی همراه بوده است. ساخت نوع جدیدی از سمعک با نام کنترل شده با ذهن (A mind-controlled) می‌تواند گام بزرگی برای حل مشکلات افرادی باشد که از اختلالات شنوایی رنج می‌برند.

کد خبر: ۱۲۱۲۰۰۶

پیشرفت علم در حوزه شنوایی با ساخت چنین سمعکی می‌تواند نقص شنوایی را به توانایی برای مقابله با محیط‌های پر سر و صدا تبدیل کند. اما چگونه؟ این دستگاه توانایی طبیعی مغز را برای تکثیر و تقویت یک صدا در برابر گفت‌وگوی پس‌زمینه تقلید می‌کند.
به گفته نیما مشگاری - که آخرین مطالعات این حوزه را در دانشگاه کلمبیا در نیویورک راهبری می‌کند - منطقه مغزی که صدا را پردازش می‌کند، فوق‌العاده حساس و قدرتمند است. این منطقه می‌تواند یک صدا را بیش از دیگران تقویت کند. البته استفاده از این دستگاه می‌تواند به‌شدت مانع توانایی فرد دارای سمعک برای پیوستن به گفت‌وگو شود و فرصت‌های اجتماعی فرد را دچار چالش کند. دانشمندان سال‌ها تلاش کرده‌اند این مشکل را حل کنند. به نظر می‌رسد سمعک کنترل‌شده با مغز (Brain-Controlled) برای حل مشکلات ناشی از ترکیب هوش مصنوعی و حسگرهای طراحی شده برای نظارت بر فعالیت مغز شنونده ایجاد شده است.
اولین سمعک از این نوع از یک الگوریتم برای جداسازی صدای بلندگوهای مختلف استفاده می‌کرد. سپس این آهنگ‌های صوتی را با فعالیت مغز شنونده مقایسه می‌کرد. صدای سخنران که الگوی صدای آن به‌شدت با امواج مغز شنونده سازگار است، نسبت به صدای دیگران تقویت می‌شود و به آن امکان می‌دهد بدون هیچ زحمتی به صدای این شخص متصل شوند.
دانشمندان یک نسخه اولیه از این سامانه را در سال 1396/ 2017 توسعه دادند. برای آزمایش دستگاه، بیماران مبتلا به صرع را که قبلا در مغز خود ایمپلنت (برای نظارت بر فعالیت تشنج پیش از جراحی مغز) داشتند، استخدام کردند. بیماران در حالی که امواج مغزی آنها از طریق الکترودهایی در مغزشان رصد می‌شد، صدای سخنرانان مختلف را که نمی‌شناختند، همزمان از بلندگوهای مختلف گوش دادند. هنگامی که بیمار روی یک بلندگو متمرکز می‌شد، سامانه به طور خودکار آن صدا را تقویت می‌کرد. نسخه فعلی این مدل سمعک که ایمپلنت مستقیم را در مغز قرار می‌دهد، برای استفاده به نظر نامناسب می‌آید. اما تیم محققان می‌گوید ممکن است در پنج سال آینده نسخه غیرتهاجمی دستگاه ایجاد شود که فعالیت مغز را با استفاده از الکترودهای داخل گوش یا زیر پوست سر بررسی کند. این دستگاه همچنین می‌تواند مانند یک دوربین دوچشمی صوتی برای مخفیانه گوش‌دادن به مکالمات مردم مورد استفاده قرار گیرد، هرچند چنین برنامه‌ای در دستور کار محققان نیست.
گام بعدی، آزمودن این فناوری در افراد دارای اختلالات شنوایی خواهد بود. سوال اساسی این است آیا می‌توان به آسانی فعالیت مغزی افرادی را که دارای ناشنوایی هستند با این دستگاه بررسی و مقایسه کرد. به گفته جاسال ویشونارام، مدیر فناوری در مورد اختلال شنوایی و مشکلات آن، یکی از مشکلاتی که مردم برای استفاده از سمعک معمولی در محیط‌های پر سروصدا دارند و باعث ایجاد حس ناخوشایند در این افراد می‌شود، فیلتر نکردن مغز در برابر صداهای مزاحم است. یکی از دلایل این اتفاق این است که مردم اغلب بعد از به وجود آمدن مشکل شنوایی، استفاده از سمعک را به تاخیر می‌اندازند. به همین علت مغز چگونگی تمرکز روی یک صدای خاص گفتاری و فیلتر کردن صداهای مزاحم را فراموش می‌کند.