استيون هاوکينگ، کيهان شناس و فيزيکدان نظری، که به تازگی هفتادمين زادروز خود را پشت سر گذاشته است سالهاست که در اثر ابتلا به نوعی بيماری نادر موسوم به (اِی.اِل.اِس.) با کمک صندلی چرخدار مخصوصی که برای او طراحی شده حرکت می کند و به وسيله دستگاه های ويژه ای با دنيای اطراف ارتباط برقرار می کند.
اما با افزايش سن اين نابغه بريتانيايی و پيشرفت بيماری وی – که در نهايت او را به فلج کامل در تمامی بدن خواهد رساند، گروهی از متخصصان بر آن شده اند تا با استفاده از نوعی دستگاه «مغزخوان» ارتباط دکتر هاوکينگ را با جهان پيرامون حفظ کنند.
به نوشته روزنامه «نيويورک تايمز»، تابستان گذشته استيون هاوکينگ پيشانی بند مشکی رنگ عجيب و غريبی را بسته بود که دستگاهی سبک وزن به شکل قوطی کبريت به آن وصل بود. اين دستگاه که «آی برِين» [iBrain] نام دارد، بخشی از آزمايش پيچيده ای است که با هدف برقراری ارتباط هاوکينگ از طريق «فکر کردن» در حال انجام است.
«آی برِين» را می توان در واقع نوعی دستگاه «مغزخوان» و نسل جديد دستگاه های قابل حمل دريافت کننده پيام های عصبی دانست که توسط گروهی به رهبری يک دانشمند متخصص اعصاب ۳۲ ساله به نام «فيليپ لو» اختراع شده است.
دکتر لو درباره اختراع خود می گويد: «آی برِين توانايی جمع آوری داده های مغز شخص را به صورت زمان واقعی (real time) دارد، چه فرد در تخت خواب باشد، يا در حال تماشای تلويزيون يا هر کار ديگری.»
شيوه کار دستگاه مغزخوان جديد به اين شکل است که با استفاده از يک کانال امواج پيغام های الکتريکی مغز فرد را دريافت می کند. اين امواج بسته به فعاليت و افکار و احساسات شخص يا آسيب های ناشی از اختلالات مغزی تغيير می کنند. اما از آنجايی که امواج مغزی با عبور از لايه های مختلف، و در نهايت جمجمه، به دستگاه می رسند، خواندن آنها چندان ساده نخواهد بود.
دکتر لو برای تفسير اين امواج الگوريتمی خاص را به عنوان پروژه دکترای خود ارائه داده که در سال ۲۰۰۷ در دانشگاه کاليفرنيا در سان ديه گو آمريکا با موفقيت از آن دفاع کرد.
مخترع مغزخوان «آی برين» درباره آزمايش دستگاه بر روی استيون هاوکينگ می گويد: «هدف ما اين است که استيون بتواند با استفاده از ذهن خود الگويی ثابت و قابل تکرار را ايجاد کند که قابليت تفسير توسط رايانه به شکل يک حرف، واژه يا فرمان را داشته باشد.»
گروه دکتر فيليپ لو به اين منظور به دفتر استيون هاوکينگ در کمبريج انگلستان سفر کردند و پيشانی بند «آی برين» را به سر کيهان شناس پرآوازه بستند تا، به گفته دکتر لو، از او بخواهند «تصور کند يک توپ را در دست راست خود فشار می دهد،» فيليپ لو يادآوری می کند «البته استيون نمی تواند دستش را حرکت دهد اما قشر (کورتِکس) حرکتی مغز او هنوز توانايی صدور فرمان و ايجاد امواج الکتريکی را داراست.»
الگوريتم ابداعی دکتر لو، که نام «اسپيرز» را بر آن نهاده، توانست با موفقيت امواج فکری دکتر استيون هاوکينگ را به شکل پيغام های الکتريکی و در قالب خطوط نوک تيز نمودار ثبت کند.
رهبر تيم آزمايش کننده بر روی استيون هاوکينگ توضيح می دهد: «می خواستيم ببينيم که آيا تغييری در سيگنال دريافتی ايجاد می شود يا خير،» وی می افزايد: «که البته، تغيير را در پيغام دريافتی مشاهده کرديم.»
نتايج اوليه دستگاه مغزخوان در حالی به دست آمده که توانايی برقراری ارتباط توسط دکتر هاوکينگ رفته رفته با پيشرفت بيماری او رو به تحليل گذاشته است؛ اين فيزيکدان ۷۰ ساله که نيروی شگرف ذهنی اش بخش های مهمی از دنيای پيچيده فيزيک نظری را برای ما آشکار کرده است امروز به وضعيتی رسيده که مجبور است برای ساخت يک پيام ساده چندين دقيقه وقت صرف می کند.
استيون هاوکينگ هم اکنون به وسيله دستگاهی ويژه که حرکت های خفيفِ گونه او را با استفاده از پرتو فروسرخ بخشی از ارتباط خود را با دنيای اطراف حفظ کرده که همين ميزان ناچيز حرکت هم در آينده برای او به صورت کامل غيرممکن خواهد شد.
استيون هاوکينگ در بيانيه ای درباره پروژه «آی برين» اعلام کرده است: «دکتر لو و مجموعه وی کارهای ارزشمندی در اين حيطه انجام داده اند، من مايلم در اين پژوهش شرکت کنم و سرمايه گذاری در اين زمينه را تشويق می کنم، و از همه مهمتر، اميدوارم که اين تلاش ها در آينده برای بيماران مبتلا به "ای.ال.اس" و تحليل برنده سيستم اعصاب اميد به دنبال داشته باشد.»
پيش تر گروهی از شرکت بزرگ «اينتل» برای مقصودی مشابه به سراغ استيون هاوکينگ رفته بوند. مهندسان اين شرکت رايانه های سفارشی را برای دستگاه ارتباطی فروسرخ فعلی او طراحی کردند و علاوه بر آن يک دستگاه ايجاد صوت برای «سخن گفتن»، يک دوربين شبکه برای استفاده از نرم افزار «اسکايپ» و نمايشگرهای ويژه ای را برای حفظ ارتباط هاوکينگ برای او طراحی و نصب کردند.
«اينتل» در حال حاضر مشغول کار بر روی نرم افزار تشخيص چهره ای است که جزئی ترين تغييرات صورت را شناسايی می کند و به دکتر هاوکينگ کمک خواهد کرد در مرحله فعلی بيماری خود با کيفيت بهتری ارتباط برقرار کند.
قرار است گروه دکتر فيليپ لو به همکاری خود با استيون هاوکينگ و اصلاح فن آوری خود ادامه دهد تا در نهايت بتواند پيغام های ذهنی هاوکينگ را به شکلی قابل استفاده ترجمه کنند.
با اين حال استيون هاوکينگ در ايميلی که توسط يکی از دستيارانش ارسال کرده می نويسد: «در شرايط کنونی دستگاه حرکت نگارِ گونه ام بهتر کار می کند، اما اگر اوضاع بهتر شود از سيستم ابداعی دکتر لو استفاده خواهم کرد.»
فيليپ لو در نهايت می گويد: «فکر کنيد چقدر خوب می شود اگر بتوانيم به مغزی مانند استيون هاوکينگ اين امکان را بدهيم که تنها کمی بهتر ارتباط برقرار کند؟»
اما با افزايش سن اين نابغه بريتانيايی و پيشرفت بيماری وی – که در نهايت او را به فلج کامل در تمامی بدن خواهد رساند، گروهی از متخصصان بر آن شده اند تا با استفاده از نوعی دستگاه «مغزخوان» ارتباط دکتر هاوکينگ را با جهان پيرامون حفظ کنند.
به نوشته روزنامه «نيويورک تايمز»، تابستان گذشته استيون هاوکينگ پيشانی بند مشکی رنگ عجيب و غريبی را بسته بود که دستگاهی سبک وزن به شکل قوطی کبريت به آن وصل بود. اين دستگاه که «آی برِين» [iBrain] نام دارد، بخشی از آزمايش پيچيده ای است که با هدف برقراری ارتباط هاوکينگ از طريق «فکر کردن» در حال انجام است.
«آی برِين» را می توان در واقع نوعی دستگاه «مغزخوان» و نسل جديد دستگاه های قابل حمل دريافت کننده پيام های عصبی دانست که توسط گروهی به رهبری يک دانشمند متخصص اعصاب ۳۲ ساله به نام «فيليپ لو» اختراع شده است.
دکتر لو درباره اختراع خود می گويد: «آی برِين توانايی جمع آوری داده های مغز شخص را به صورت زمان واقعی (real time) دارد، چه فرد در تخت خواب باشد، يا در حال تماشای تلويزيون يا هر کار ديگری.»
شيوه کار دستگاه مغزخوان جديد به اين شکل است که با استفاده از يک کانال امواج پيغام های الکتريکی مغز فرد را دريافت می کند. اين امواج بسته به فعاليت و افکار و احساسات شخص يا آسيب های ناشی از اختلالات مغزی تغيير می کنند. اما از آنجايی که امواج مغزی با عبور از لايه های مختلف، و در نهايت جمجمه، به دستگاه می رسند، خواندن آنها چندان ساده نخواهد بود.
دکتر لو برای تفسير اين امواج الگوريتمی خاص را به عنوان پروژه دکترای خود ارائه داده که در سال ۲۰۰۷ در دانشگاه کاليفرنيا در سان ديه گو آمريکا با موفقيت از آن دفاع کرد.
مخترع مغزخوان «آی برين» درباره آزمايش دستگاه بر روی استيون هاوکينگ می گويد: «هدف ما اين است که استيون بتواند با استفاده از ذهن خود الگويی ثابت و قابل تکرار را ايجاد کند که قابليت تفسير توسط رايانه به شکل يک حرف، واژه يا فرمان را داشته باشد.»
گروه دکتر فيليپ لو به اين منظور به دفتر استيون هاوکينگ در کمبريج انگلستان سفر کردند و پيشانی بند «آی برين» را به سر کيهان شناس پرآوازه بستند تا، به گفته دکتر لو، از او بخواهند «تصور کند يک توپ را در دست راست خود فشار می دهد،» فيليپ لو يادآوری می کند «البته استيون نمی تواند دستش را حرکت دهد اما قشر (کورتِکس) حرکتی مغز او هنوز توانايی صدور فرمان و ايجاد امواج الکتريکی را داراست.»
الگوريتم ابداعی دکتر لو، که نام «اسپيرز» را بر آن نهاده، توانست با موفقيت امواج فکری دکتر استيون هاوکينگ را به شکل پيغام های الکتريکی و در قالب خطوط نوک تيز نمودار ثبت کند.
رهبر تيم آزمايش کننده بر روی استيون هاوکينگ توضيح می دهد: «می خواستيم ببينيم که آيا تغييری در سيگنال دريافتی ايجاد می شود يا خير،» وی می افزايد: «که البته، تغيير را در پيغام دريافتی مشاهده کرديم.»
نتايج اوليه دستگاه مغزخوان در حالی به دست آمده که توانايی برقراری ارتباط توسط دکتر هاوکينگ رفته رفته با پيشرفت بيماری او رو به تحليل گذاشته است؛ اين فيزيکدان ۷۰ ساله که نيروی شگرف ذهنی اش بخش های مهمی از دنيای پيچيده فيزيک نظری را برای ما آشکار کرده است امروز به وضعيتی رسيده که مجبور است برای ساخت يک پيام ساده چندين دقيقه وقت صرف می کند.
استيون هاوکينگ هم اکنون به وسيله دستگاهی ويژه که حرکت های خفيفِ گونه او را با استفاده از پرتو فروسرخ بخشی از ارتباط خود را با دنيای اطراف حفظ کرده که همين ميزان ناچيز حرکت هم در آينده برای او به صورت کامل غيرممکن خواهد شد.
استيون هاوکينگ در بيانيه ای درباره پروژه «آی برين» اعلام کرده است: «دکتر لو و مجموعه وی کارهای ارزشمندی در اين حيطه انجام داده اند، من مايلم در اين پژوهش شرکت کنم و سرمايه گذاری در اين زمينه را تشويق می کنم، و از همه مهمتر، اميدوارم که اين تلاش ها در آينده برای بيماران مبتلا به "ای.ال.اس" و تحليل برنده سيستم اعصاب اميد به دنبال داشته باشد.»
پيش تر گروهی از شرکت بزرگ «اينتل» برای مقصودی مشابه به سراغ استيون هاوکينگ رفته بوند. مهندسان اين شرکت رايانه های سفارشی را برای دستگاه ارتباطی فروسرخ فعلی او طراحی کردند و علاوه بر آن يک دستگاه ايجاد صوت برای «سخن گفتن»، يک دوربين شبکه برای استفاده از نرم افزار «اسکايپ» و نمايشگرهای ويژه ای را برای حفظ ارتباط هاوکينگ برای او طراحی و نصب کردند.
«اينتل» در حال حاضر مشغول کار بر روی نرم افزار تشخيص چهره ای است که جزئی ترين تغييرات صورت را شناسايی می کند و به دکتر هاوکينگ کمک خواهد کرد در مرحله فعلی بيماری خود با کيفيت بهتری ارتباط برقرار کند.
قرار است گروه دکتر فيليپ لو به همکاری خود با استيون هاوکينگ و اصلاح فن آوری خود ادامه دهد تا در نهايت بتواند پيغام های ذهنی هاوکينگ را به شکلی قابل استفاده ترجمه کنند.
با اين حال استيون هاوکينگ در ايميلی که توسط يکی از دستيارانش ارسال کرده می نويسد: «در شرايط کنونی دستگاه حرکت نگارِ گونه ام بهتر کار می کند، اما اگر اوضاع بهتر شود از سيستم ابداعی دکتر لو استفاده خواهم کرد.»
فيليپ لو در نهايت می گويد: «فکر کنيد چقدر خوب می شود اگر بتوانيم به مغزی مانند استيون هاوکينگ اين امکان را بدهيم که تنها کمی بهتر ارتباط برقرار کند؟»
