การอ่านใจอาจฟังดูเหมือนความฝันเกี่ยวกับไซไฟ แต่นั่นเป็นงานประจำวันของ Maryam Shanechi
วิศวกรประสาทคนนี้ไม่ต้องการการหลอมรวมจิตใจหรือเว็บตรงคาถาวิเศษเพื่อเข้าสู่การทำงานของสมอง Shanechi วัย 38 ปี พัฒนาอัลกอริทึมของคอมพิวเตอร์ที่แปลสัญญาณไฟฟ้าที่เซลล์สมองปล่อยออกมาเป็นคำสั่งของเครื่องจักร Shanechi ได้ออกแบบและทดสอบระบบที่ควบคุมการยิงของระบบประสาทเพื่อควบคุมเคอร์เซอร์ของคอมพิวเตอร์หรือให้ยาชาในปริมาณที่เหมาะสม
ตอนนี้ Shanechi กำลังก้าวเข้าสู่เขตแดนใหม่ – การควบคุมจิตใจ
เธอมีภารกิจที่จะสร้างส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักรที่ไม่เพียงแต่ดักฟังเซลล์เท่านั้น แต่ยังกระตุ้นให้พวกเขาเปลี่ยนอารมณ์อีกด้วย วันหนึ่งการจัดการทางจิตนี้อาจให้การรักษาที่ดีขึ้นแก่ผู้ป่วยโรคทางจิตเวชหลายล้านคน เช่น ความวิตกกังวลหรือภาวะซึมเศร้า ซึ่งไม่ตอบสนองต่อการรักษาที่มีอยู่
Shanechi มาถึงที่เกิดเหตุทางประสาทวิทยาเกือบจะโดยบังเอิญ ในระดับบัณฑิตศึกษา เธอกำลังศึกษาเทคนิคการถอดรหัสสัญญาณสื่อสารไร้สาย แต่เช้าวันหนึ่งที่ฝนตกในหอพัก MIT ของเธอ Shanechi บังเอิญไปเจอวิดีโอของอัลกอริทึมคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำนายตำแหน่งของหนูในเขาวงกตโดยอิงจากกิจกรรมในสมองของหนูเท่านั้น ทั้งที่ไม่รู้อะไรเกี่ยวกับประสาทวิทยาศาสตร์เลย Shanechi ก็คิดว่า “จะดีแค่ไหนถ้าฉันถอดรหัสสัญญาณสมองได้”
Ziv Williams ซึ่งเคยร่วมงานกับ Shanechi เมื่อตอนที่เธอเรียนปริญญาโท เล่าว่าเธอปรับตัวเข้ากับวิธีการวิจัยทางประสาทวิทยาอย่างราบรื่นได้อย่างไร เช่น การทำงานกับสัตว์ที่มีชีวิต ด้วยปริญญาด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมไฟฟ้า Shanechi นำทักษะมาสู่ส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักรที่ “นักประสาทวิทยาที่มาจากมุมมองทางชีววิทยาไม่มี” วิลเลียมส์ศัลยแพทย์ด้านประสาทจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและโรงพยาบาลแมสซาชูเซตส์เจเนอรัลในบอสตันกล่าว
วิศวกรได้พัฒนาส่วนต่อประสานระหว่างสมองและเครื่องเพื่อให้ผู้ป่วย
ที่เป็นอัมพาตสามารถขยับเคอร์เซอร์ของคอมพิวเตอร์หรือแขนขาหุ่นยนต์ได้เป็นเวลาสองทศวรรษ แต่อุปกรณ์ที่ควบคุมด้วยความคิดเหล่านี้ยังคงจำกัดอยู่แค่การตั้งค่าการวิจัยเท่านั้น
Shanechi ออกแบบอัลกอริธึมการอ่านใจครั้งแรกของเธอเพื่อค้นหาว่าลิงต้องการขยับเคอร์เซอร์ของคอมพิวเตอร์อย่างไร โดยอิงจากสัญญาณที่รวบรวมโดยอิเล็กโทรดที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มสมองก่อนมอเตอร์ของลิง ในขณะที่เครื่องจักรอื่นๆ ได้ประมวลผลการเคลื่อนไหวที่ตั้งใจไว้ทีละตัวระบบของ Shanechi คาดว่าจะมีการเคลื่อนไหวทั้งหมดเป็นชุดเพื่อการควบคุมที่ละเอียดยิ่งขึ้น งาน นี้รายงานในปี 2555 ในNature Neuroscience การได้เห็นอัลกอริทึมของเธอทำนายการเคลื่อนไหวของลิงได้อย่างถูกต้องเป็นครั้งแรกคือ “ช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นที่สุดในอาชีพการงานของฉัน” Shanechi กล่าว
การควบคุมจิตใจ
ลิงตัวหนึ่งใช้อินเทอร์เฟซเครื่องสมองสองแบบเพื่อย้ายเคอร์เซอร์ของคอมพิวเตอร์จากจุดสีเทาหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง โดยหลีกเลี่ยงวงรีสีแดง (แทร็กเคอร์เซอร์แสดงเป็นสีน้ำเงินและสีส้ม) ลิงแสดงความแม่นยำที่สูงกว่าเมื่อใช้ระบบที่ถอดรหัสการเคลื่อนไหวที่ตั้งใจไว้ในช่วงเวลามิลลิวินาที (ซ้าย) กว่าเมื่อใช้ส่วนต่อประสานเครื่องสมองแบบดั้งเดิม (ขวา) ซึ่งบันทึกการเคลื่อนไหวที่ตั้งใจไว้ทุกๆ 100 มิลลิวินาที
การเคลื่อนไหวของลิง
MM SHANECHI ET AL/แนท คอมมูนิตี้ 2017
เมื่อบางสิ่งจุดประกายความสนใจของ Shanechi “เธอทำทุกอย่าง” Hassan พ่อของเธอกล่าว เขายังจำชั้นเรียนภาษาอังกฤษที่ Shanechi ได้หลังจากที่ครอบครัวย้ายจากอิหร่านไปแคนาดาเมื่อตอนที่เธอยังเป็นวัยรุ่น Shanechi ต้องการเรียนหลักสูตรวรรณคดีขั้นสูง แต่ได้รับแจ้งว่าภาษาอังกฤษของเธอไม่ดีพอ เธอลงทะเบียนเรียนในชั้นเรียนสำหรับนักเรียนที่เรียนภาษาอังกฤษเป็นภาษาที่สองโดยไม่มีใครขัดขวาง จากนั้นจึงสมัครเรียนหลักสูตรขั้นสูงอีกครั้งในอีกไม่กี่เดือนต่อมา เธอได้รับการยอมรับในชั้นเรียนและทำได้ดีมากจนเธอได้รับการยกเว้นจากการสอบปลายภาค
ตอนนี้ที่มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียในลอสแองเจลิส Shanechi ได้คิดค้นอัลกอริธึมใหม่เพื่อให้ความคิดเคลื่อนไหวได้อย่างราบรื่นยิ่งขึ้น ในNature Communicationsในปี 2560 ทีมงานของเธอได้รายงานอินเทอร์เฟซของสมองและเครื่องที่ติดตามการยิงเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์เพื่อถอดรหัสการเคลื่อนไหวที่ตั้งใจไว้ในช่วงเวลามิลลิวินาที นั่นเป็นการอัพเกรดครั้งใหญ่จากระบบอื่น ๆ ที่ถอดรหัสการเคลื่อนไหวตามจำนวนเซลล์ประสาทที่ยิงในช่วงเวลา 50-100 มิลลิวินาที ลิงที่ใช้รูปแบบใหม่จะขยับเคอร์เซอร์ได้เร็วและคล่องแคล่วมากขึ้น
Emery Brown นักสถิติและวิสัญญีแพทย์ที่ MIT และ Mass General และที่ปรึกษาบัณฑิตวิทยาลัยของ Shanechi กล่าวว่าการปรับแต่งส่วนต่อประสานระหว่างสมองและเครื่องเพื่อติดตามการทำงานของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์แทนที่จะเป็นกิจกรรมของระบบประสาทส่วนรวมนั้นเป็นประเภทของการออกแบบที่ทำให้ Shanechi โดดเด่น เธอไม่ใช้ทางลัดและ “นั่นคือสิ่งที่ฉันคิดว่าเธอเก่ง”
อารมณ์การอ่าน
จากการศึกษากิจกรรมในสมองและรายงานอารมณ์ของผู้คนในช่วงหลายวันที่ผ่านมา อัลกอริทึมของคอมพิวเตอร์ได้เรียนรู้การใช้เซลล์ประสาทที่ยิงออกมาเพื่อทำนายสภาวะของจิตใจ รูปร่างไอคอนแต่ละรูปแสดงถึงหนึ่งในเจ็ดคน ยิ่งไอคอนอยู่ใกล้กับเส้นทแยงมุมมากเท่าไร การคาดการณ์ของอัลกอริทึมก็จะยิ่งตรงกับอารมณ์ที่บุคคลนั้นรายงานมากขึ้นเท่านั้นเว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
