Bilgisayarların, protezlerin ve diğer cihazların zihin ile kontrol edilebilmesi için elektronik bir bileklik hazırlanıyor.
Arada sırada, bir bilgisayar imlecini veya bir protez elin hareketini sadece düşünce yoluyla kontrol eden engelli kişilerden bahseden haberlerle karşılaşırız. Artık beynimizle dış dünyaya bağlamamızı sağlayan daha pratik bir çözüm mevcut olabilir. Microsoft Internet Explorer’ın yaratıcısı Thomas Reardon ve ortakları tarafından kurulan CTRL – Labs, sinir sistemindeki sinyalleri bilekteki bir aygıt aracılığıyla beyin-bilgisayar arayüzüne (BCI) bağlayan yeni bir yaklaşım sundular.
Reardon, yaptığı gözlemlerde, insanlar arasındaki tüm bilgi aktarımının fizyolojik olarak ince motor kontrolleri ile gerçekleştirildini farketti. Dilin ve boğazın motor kontrolü konuşmamızı sağlar. Yüz ifadesi ve vücut duruşu duygu ve düşüncelerimizi yansıtır. Yazı, parmaklar tarafından kontrol edilir. Beynin dünya ile etkileşime girdiği her şey kas hareketlerini içeriyorsa, o zaman neden zihin ve makineleri de doğrudan yönlendirmek için motor sistemimizi kullanmayalım?
Bu sorunun cevabını Midtown Manhattan’da kapıların CTRL – Labs ofislerine açıldığı, laboratuvar tezgahlarının ve bilgisayar ekranlarının devre kartları, robot kolları ve lehimleme işlemlerini yürüten bir gruptan alabiliriz.
Günümüzde, FDA onaylı DEKA kolu gibi en son teknolojiyle üretilmiş protez uzuvlar, kas seğirmeleri ile aktifleşen anahtarların bir kombinasyonunu kullanmaktadır. Bazı durumlarda bir kasın kasılmasıyla (EMG veya elektromiyografi) üretilen voltaj patlamalarını tespit etmek için, bu uzuvlar sensörlerle desteklenmektedir. Ancak CTRL – Labs, bireysel kas hücrelerinin kasılmalarını saptamak için bu yapıyı geliştirdiğini iddia ediyor. Bu yapı, beyin gücünün bant aralığını açar ve genişletir. Şirketin en gelişmiş teknolojisini kullanarak, elektronik cihazların yanı sıra, düşüncelerin de yönlendirilmesini sağlar.
Bu BCI sisteminin tek başına düşüncelerle nasıl çalıştırılabileceğini anlamak için kas kontrolünün nörofizyolojisini bilmek gerekir. Asıl konu, “motor ünitenin” ne olduğunu anlamaktır. Deri üzerinde toplanan elektriksel sinyaller, ön kolda aynı anda büzülmekte olan binlerce bireysel kas lifinden oluşan bir kakofoniyi temsil eder. Son yıllarda nörofizyologlar, bir kas kasılması sırasında aktifleşen binlerce kas arasından, bireysel kas liflerinin ateşlenmesini izole etmek adına matematiksel yöntemleri kullanma yollarını geliştirmişlerdir. Koldaki pazının içinde 580.000 kas lifi vardır, ön kolunuzu vücudunuza doğru çekin. Bu kol hareketi, kolun ne kadar hızlı hareket ettiğini ve hangi kuvvetle hareket ettiğini belirlemek için yüzlerce küçük kas lifi kümesini tek tek düzenleyerek sürekli olarak milisaniye bazında ayarlar.
Bununla birlikte, ayrı bir motor nöron tarafından kontrol edilen pazılarınızda yarım milyon kas lifine sahip olmak zorunda değilsiniz. Aslında, pazılarımızdaki tüm kas liflerini kontrol eden ve omurgadaki nöronlardan uzayan uzun liflerden oluşan 774 adet motor aksona sahibiz. Tek bir nöron tarafından kontrol edilen bu kas liflerine “motor ünite” denir ve BCI cihazı tek bir motor ünitesinin ateşlenmesini algılayabilir. Bu kabiliyet, pazılarımızdaki tek bir eylemi gerçekleştiren 774 motor ünitesinden ziyade, örneğin ön kolun geri çekilmesi- her ünite prensipte ayrı bir görevi yerine getirebilir.
Bir piyanistin zihin gücüyle piyanodaki tuşlara dokunarak, müziği dinleyicinin zihnine nasıl ilettiğini düşünün. Bu BCI bilekliğiyle, bir piyanist, sadece bir klavye resmi ile aynı şeyi yapabilir. Bir mikroskobik motor ünitesindeki en ufak bir seğirme, bu beyin-bilgisayar ara yüzü tarafından kolaylıkla tespit edilen bir elektriksel boşalım yaratmak için yeterlidir. Beş parmakla sınırlı olmak yerine, bir piyanist, 12 sanal parmağa zihinsel talimatlar vererek, her nota için bir parmağını kullanabilir. Elbette piyanistin elindeki kas liflerini yeni bir şekilde aktive etmeyi öğrenmesi gerekecek, ama 12 parmağı kontrol etmeyi öğrenmek, 5 parmağı kontrol etmekten farklı olmayacak.
Daha önceleri, araştırmacılar insanda 25 ayrı motor ünitesini tespit edebilmişti. Houston Üniversitesi’ndeki Noninvaziv Beyin-Makine Arayüz Sistemi Laboratuvarı müdürü Jose Contreras-Vidal, CTRL-Labs’ın yüzlerce bireysel motor ünitesini gerçek zamanlı olarak kontrol altına alması halinde bunun önemli bir başarıya işaret edeceğini söylüyor. “Buradaki zorluk, yüzlerce bireysel motor ünitesini bir makineyi kontrol etmek için nasıl eşleştireceğimiz” diye ekliyor. “Harekete ihtiyaç duymamanın çok zor olacağını düşünüyorum.”
Neurofeedback ( sinirsel geri bildirim), beynin ve bilgisayarın birbirine bağlanarak beynin eğitilmesi için kullanılır. Süreç, video oyunu oynamak kadar zahmetsizdir. Uzmanlar, bilgisayardaki mankenin işaret parmağını, kendi elini işaret etmeden göstermeye çalışmayı hayal ediyor. Motor korteksinde olan şey ise algının ötesindedir. Fakat manken parmağını gösterdiğinde, beyin o motor ünitesini bu el hareketine dönüştürmeyi öğrendi. Reardon, “Bilgisayarı da eğitebilirsiniz” diyor. Sonuçta el hareket ettirme becerisi, bilinçsiz ve otomatik olarak gelişir.
Cihaz, henüz gelişiminin erken bir aşamasında gibi görünüyor, bu yüzden bileklik testine izin verilmiyor. Cihazı kullanmayı öğrenmek, hem bilgisayarın hem de kullanıcının beyninin birbiriyle ilgili küçük ayarlamalar yapıldığı, bir sinirsel geri bildirim sürecini gerektirir. Yetenekli bir uzman olan ve bir şirketin kurucu ortağı olan Patrick Kaifosh, cihazı takıp ve cep telefonunda oyunu oynamaya başladı – ekranındaki uzay gemisini uçurdu, lazerleriyle istilacıları vurdu ve uzaylılardan gelen füzelerden kaçtı. Ve tüm bu süre boyunca elleri masanın üstünde hareketsiz durdu.
Bu teknolojinin yeterince geliştirilip kullanılması, her alanda pek çok yeniliğe öncü olabilir. zihin gücüyle yönetilen tıbbi cihazlarla en hassas ve incelik gerektiren ameliyatlar daha başarılı şekilde ve daha hızlı gerçekleşebilir. Mühendislik alanında kulanılan pek çok teknik ekipman ise daha az hata payıyla yönetilebilir. Hatta bu sayede özellikle engelli bireyler başkalarına ihtiyaç duyömadan, hayatlarını diğer insanlar kadar kolay ve kontrol sahibi olacak şekilde idame ettirebilirler.
Kaynak: Scientific American
