Felçli Bir Adam Sadece Düşüncelerini Kullanarak Sanal Bir Drone Uçurdu

Stanford ve Brown Üniversitelerinden bilim insanları, beyin-bilgisayar arayüzü (BCI) teknolojisiyle felçli bireylerin motor kontrol yeteneklerini geri kazanmalarını sağlamak için önemli bir adım attı. Araştırma kapsamında, tetrapleji nedeniyle neredeyse tüm vücut hareketlerini kaybetmiş 69 yaşındaki bir adam, yalnızca düşüncelerini kullanarak bir sanal drone'u uçurmayı başardı. Bu çığır açan gelişme, felçli bireylerin günlük yaşamlarında daha önce erişemedikleri aktivitelere katılmalarına olanak sağlayabilir.

Beyin-Bilgisayar Arayüzü: Teknolojinin Temelleri

Çalışma kapsamında, katılımcının beynine mikroelektrotlar yerleştirildi. Bu mikroelektrotlar, beynin el hareketlerini kontrol eden sol precentral gyrus bölgesine bağlandı ve düşünce ile bağlantılı elektriksel aktivitelerin bir bilgisayara iletilmesini sağladı. Beyin cerrahları, yapay zeka kullanarak katılımcının parmak hareketlerini simüle eden bir sistem geliştirdi.

"Üç [sanal] bağımsız parmak grubunun sürekli kontrolüne izin veren, parmak tabanlı yüksek performanslı bir beyin-bilgisayar arayüzü geliştirdik. Bu gruplardan başparmak, toplam dört özgürlük derecesi sağlayarak iki boyutta kontrol edilebiliyor," diye yazdı araştırmacılar, Nature Medicine'de yayımlanan çalışmada.

Sistem, sanal bir elin hareketlerini kontrol etmek üzere tasarlandı. Başparmak, işaret ve orta parmak ile yüzük ve serçe parmaklardan oluşan üç segment, katılımcının düşüncelerine göre hareket ettirildi. Bu teknoloji, katılımcının parmaklarını fiziksel olarak hareket ettirememesine rağmen, yapay sinir ağları sayesinde hareket niyetlerini yorumlayarak sanal drone'u bir engelli parkurda hassas bir şekilde kontrol etmesini sağladı.

Katılımcının Hikayesi: Tetra Plejiden Yüksek Hassasiyetli Kontrole

Çalışmada yer alan 69 yaşındaki adam, bir omurilik yaralanması sonucu neredeyse tüm vücut hareketlerini kaybetmişti. Beynine yerleştirilen mikroelektrotlar, yapay zekâ ile entegre edilerek el hareketlerini kontrol eden elektriksel aktiviteleri analiz etti. Bu sayede katılımcının düşünceleri, sanal parmak hareketlerine dönüştürüldü ve bu hareketler drone'un kontrolü için kullanıldı.

Stanford Üniversitesi’nden Matthew Willsey, çalışmayı şöyle değerlendirdi: "Bu, daha önce parmak hareketlerine dayalı herhangi bir şeyden daha büyük bir işlevsellik derecesi." Willsey, arayüzün motor kortekste oluşan sinyalleri analiz ederek sanal simülasyondaki parmakları kontrol etme niyetlerini yorumladığını ve bu sinyallerin sanal drone kontrolünde kullanıldığını belirtti.

Araştırma sürecinde katılımcının kişisel ilgileri de dikkate alındı. Stanford Üniversitesi’nden Donald T. Avansino, "Quadcopter simülasyonu rastgele bir tercih değildi," dedi. "Araştırma katılımcısı uçma konusunda bir tutkuya sahipti. Katılımcının uçma arzusunu yerine getirmenin yanı sıra, platform aynı zamanda birden fazla parmağı kontrol etme yeteneğini de sergiledi."

Daha Az İnvaziv Alternatifler ve Motor Kontrolü

Katılımcının beynine yerleştirilen mikroelektrotlar fiziksel bir bilgisayara bağlandı. Daha az invaziv yöntemlerden biri olan elektroensefalografi (EEG) gibi teknikler, felçli bireylerin motor fonksiyonlarını kontrol etmeye yönelik bazı başarılar sağladı. Ancak bu yöntemler, hassas motor kontrolü konusunda sınırlamalar içeriyor. Araştırmacılar, mikroelektrot tabanlı bir sistemin nöronlara daha yakın çalışarak hassasiyeti artırdığını belirtti. Çalışmada, beyin-bilgisayar arayüzü sayesinde drone'un, EEG kullanılarak yapılan benzer çalışmalardan altı kat daha hassas bir şekilde kontrol edildiği ifade edildi.

Beyin-Bilgisayar Arayüzü Teknolojisinin Geleceği

Stanford Üniversitesi’nden Jaimie M. Henderson, bu teknolojinin geniş potansiyeline dikkat çekti: "Beyin kontrolüyle birden fazla sanal parmağı hareket ettirebilmek, her türlü şey için çok faktörlü kontrol düzenekleri sağlayabilir. Bu, CAD yazılımını çalıştırmaktan müzik bestelemeye kadar her şeyi kapsayabilir."

Araştırmacılar, felçli bireylerin sosyal etkileşimlerde bulunmalarını ve boş zaman aktivitelerine katılmalarını sağlamanın yanı sıra, bu teknolojinin bir gün hastaların bağımsız hareket yeteneklerini geri kazanmasında anahtar rol oynayabileceğini belirtiyor. Bu tür yenilikler, felçli bireylerin günlük yaşamlarını yeniden şekillendirme ve daha önce mümkün olmayan kariyer fırsatlarına erişim sağlama potansiyeline sahip.