Page 5 - מגזין הטכניון | סתיו 2012

5
בפקולטה להנדסה ביו-רפואית מופו תאי-מוח השולטים בהגייתן
יישום אפשרי: טכנולוגיה שתאפשר לאנשים •של הברות ספציפיות
שאיבדו את יכולת הדיבור לתקשר באמצעות ממשק מוח-מחשב
פעילות-מוחית בלבד. "יש מחלות שבהן
החולה משותק בכל חלקי גופו, ממש
) ואינו locked-in syndrom'נעול' בו (
יכול לתקשר עם הסביבה, אך מוחו עדיין
מתפקד," מסביר פרופסור שהם, ראש
המעבדה לממשקים עצביים בפקולטה
להנדסה ביו-רפואית בטכניון. "מטרתנו
ארוכת הטווח היא להשיב את יכולת
הדיבור לחולים אלו באמצעות מערכות
שיכללו השתלת אלקטרודות במוחם,
פענוח הפעילות העצבית המקודדת
דיבור, והפקת הדיבור באופן מלאכותי.
לצורך כך רצינו קודם כל להבין כיצד
מקודדת הפעילות החשמלית של תאי
עצב את המידע על ההברה הנהגית.
בניסויים שערכנו הצלחנו לגלות
אוכלוסיות תאים שמשתתפות בייצוג."
הניסויים נערכו במרכז הרפואי
של אוניברסיטת-קליפורניה בלוס
אנג'לס בהשתתפות חולי-אפילפסיה,
שבמוחם הושתלו אלקטרודות עומק
על ידי פרופסור פריד וצוותו. מטרת
ההשתלה היא לאתר במוח את המוקד
האפילפטי. לאחר הניתוח אושפזו
החולים במשך שבוע-שבועיים לצורך
הקלטת ההתקפים הספונטניים על ידי
האלקטרודות. בפרק זמן זה ערך ד"ר
UCLAטנקוס, אז פוסט-דוקטורנט ב-
וכיום חוקר בטכניון, ניסויים שבהם
ביקש מהחולים להגות תנועות והברות
המורכבות מעיצור ותנועה, ותוך כדי כך
רשם את פעילות תאי-העצב במוחם.
שני סוגים של אוכלוסיות תאים
החוקרים גילו שתי אוכלוסיות של
תאי-עצב, שכל אחת מהן מקודדת את
המידע על התנועה הנהגית בצורה שונה
לחלוטין.
באוכלוסייה הראשונה, שזוהתה במרכז
האונה הקדמית, כל תא מקודד תנועה
אחת או שתיים בלבד על ידי שינוי
קצב הירי שלו, אך אינו משנה את
פעילותו כאשר נהגות תנועות אחרות.
באוכלוסייה השנייה, הנמצאת באזור
, מגיב כל Superior Temporal Gyrus
תא לכל התנועות שנבדקו, אך עוצמת-
התגובה שלו משתנה מתנועה לתנועה.
יתר על כן, החוקרים גילו סידור מתמטי
של האופן בו מיוצגות התנועות במוח,
והראו שהוא תואם את טרפז התנועות,
הבנוי על-פי מיקום הנקודה הגבוהה
ביותר של הלשון בזמן ההגייה.
"פיתחנו אלגוריתם חדש ששיפר
משמעותית את היכולת לזהות על סמך
הפעילות המוחית איזו הברה נהגתה,
ובאמצעותו הגענו לאחוזי זיהוי גבוהים
מאוד," אומר ד"ר טנקוס. "בהסתמך
על הממצאים הנוכחיים אנו עורכים
כעת ניסויים ליצירת ממשק מוח-מכונה
להחזרת יכולת הדיבור לבני-אדם."
מחקר ופיתוח
שני אזורי-השפה, שבהם נחקרו תגובות התאים בזמן דיבור. הגרפים מציגים קוד סלקטיבי לתנועות באזור
באונה המצחית, וקוד לא סלקטיבי באזור באונה הרקתית. כל צבע בגרף מייצג נוירון אחר