دراسات

بحث مشجع يكتشف أن الدماغ يتكيف مع الإبهام الثالث

بحث مشجع يكتشف أن الدماغ يتكيف مع الإبهام الثالث

بحث مشجع يكتشف أن الدماغ يتكيف مع الإبهام الثالث

يعطي الباحثون في يونيفرسيتي كوليدج لندن معنى جديدًا لتعبير “كل الإبهام”.

لقد أخذوا مشروع تخرج حائز على جوائز من الكلية الملكية للفنون في لندن واستخدموه لاختبار رد فعل الدماغ للتعامل مع أجزاء الجسم الإضافية.

كانت الفكرة وراء مشروع الكلية الملكية للفنون هي إعادة صياغة وجهات النظر التقليدية للأطراف الاصطناعية من خلال استخدام إبهام آلي يمكن ربطه بيد.

تحدث داني كلود  في بيان: “تُظهر دراستنا أنه يمكن للناس أن يتعلموا بسرعة كيفية التحكم في جهاز التكبير واستخدامه لمصلحتهم ، دون الإفراط في التفكير” داني كلود هو مصمم الإبهام الآلي وعضو في فريق أبحاث UCL الذي يبحث في كيفية عمل الدماغ تتكيف مع تكبير الجسم ، في بيان.

“لقد رأينا أنه أثناء استخدام الإبهام الثالث ، قام الناس بتغيير حركات أيديهم الطبيعية ، وأفادوا أيضًا أن الإبهام الآلي يبدو وكأنه جزء من أجسادهم.

إذا كان وجود إبهامين جيدًا ، فهل امتلاك ثلاثة إبهام أفضل؟ ليس بالضرورة ، كما قال Howie Choset ، المدير المشارك لمختبر Biorobotics في جامعة كارنيجي ميلون في بيتسبرغ.

تحدث قائلاً: “إبهامنا ليس مجرد مكونات”. “إنهم جزء من نظام.”

 

 

الإبهام المتحكم فيه

من أجل تجربتهم ، قام الفريق بتدريب 30 شخصًا على استخدام إبهام الروبوت ووجدوا أن المشاركين يمكنهم أداء مجموعة متنوعة من المهام التي تتطلب مهارة ، مثل بناء برج من الكتل بيد واحدة.

يمكن صنع إبهام الروبوت باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد ، لذلك ليس من السهل نسبيًا إنتاجه فحسب ، بل يسهل أيضًا تخصيصه.

يتم توصيل الجهاز مقابل الإبهام الحقيقي على اليد ، أسفل إصبع الخنصر مباشرة. يتم التحكم فيه من خلال أجهزة استشعار مثبتة أسفل أصابع القدم الكبيرة لأقدام المستخدم. يعمل الضغط الخفيف على المستشعرات على معالجة الجهاز من خلال اتصال لاسلكي.

 

تم تدريب عشرين من المشاركين على استخدام الإبهام الآلي على مدار خمسة أيام. خلال ذلك الوقت ، تم تشجيعهم على أخذ الجهاز إلى المنزل واستخدامه في المهام اليومية. يقدر الباحثون أن المشاركين ارتدوا الأداة في أي مكان من ساعتين إلى ست ساعات في اليوم.

ارتدت مجموعة أخرى من 10 مشاركين نسخة ثابتة من الإبهام الآلي أثناء إكمال نفس الدورة التدريبية.

في المختبر ، ركز التدريب على تمكين المشاركين من أداء المهام التي تساعد على زيادة التعاون بين الإبهام الآلي واليد التي تم ربطها بها ، مثل التقاط كرات متعددة أو كؤوس بيد واحدة.

وفقًا للباحثين ، كان المشاركون قادرين على تعلم أساسيات التلاعب بالإبهام بسرعة كبيرة ، بينما ساعدهم التدريب على التحكم في الحركة والبراعة والتنسيق بين اليد والإبهام مع الجهاز.

يمكن للمشاركين في النهاية استخدام إبهام الروبوت أثناء تشتيت انتباههم. يمكنهم بناء برج من الطوب الخشبي أثناء حل مسألة حسابية ، على سبيل المثال ، أو وهم معصوبي الأعين.

 

وقالت المؤلفة الأولى للدراسة ، بولينا كيليبا ، في بيان: “دراستنا هي الأولى التي تبحث في استخدام جهاز تكبير خارج المختبر”.

وتابعت قائلة: “إنها أول دراسة زيادة يتم إجراؤها على مدى عدة أيام من التدريب المطول ، والأولى التي تضم مجموعة مقارنة غير مدربة”.

“يُظهر نجاح دراستنا قيمة عمل علماء الأعصاب بشكل وثيق مع المصممين والمهندسين ، لضمان أن أجهزة التعزيز تستفيد إلى أقصى حد من قدرة أدمغتنا على التعلم والتكيف ، مع ضمان إمكانية استخدام أجهزة التعزيز بأمان”

 

تغييرات دماغية خفية

أشار المؤلف الرئيسي للدراسة ، البروفيسور تمار ماكين ، إلى أن تكبير الجسم هو مجال متنامي يهدف إلى توسيع القدرات الجسدية للإنسان ، ومع ذلك هناك نقص في الفهم الواضح لكيفية تكيف أدمغتنا معها.

وقالت: “من خلال دراسة الأشخاص الذين يستخدمون الإبهام الثالث المصمم بذكاء من داني ، سعينا للإجابة على أسئلة رئيسية حول ما إذا كان الدماغ البشري يمكنه دعم جزء إضافي من الجسم ، وكيف يمكن أن تؤثر التكنولوجيا على عقولنا”.

وأضافت: “التطور لم يجهزنا لاستخدام جزء إضافي من الجسم ، ووجدنا أنه لتوسيع قدراتنا بطرق جديدة وغير متوقعة ، سيحتاج الدماغ إلى تكييف تمثيل الجسم البيولوجي”.

 

قبل وبعد التدريب ، تم فحص المشاركين باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، والذي يقيس نشاط الدماغ من خلال اكتشاف التغيرات المرتبطة بتدفق الدم. الأشخاص الذين ليس لديهم إبهام آلي ، حركوا أصابعهم أثناء تصويرهم بالرنين ضوئيًا.

 

ملخص مشروع الإبهام الثالث

في ملخصهم للمشروع ، لاحظ الباحثون أن الزيادة أثرت على الجوانب الرئيسية لتمثيل اليد والتحكم الحركي. أدى استخدام الإبهام الثالث إلى إضعاف التآزر الحركي الطبيعي لليد البيولوجية. علاوة على ذلك ، كشف فك تشفير الدماغ عن انهيار طفيف في التمثيل الحركي لليد بعد التدريب ، حتى أثناء عدم ارتداء الإبهام الثالث.

اكتشف الباحثون تغييرات طفيفة في كيفية تمثيل اليد التي كانت ترتدي الإبهام الآلي في القشرة الحسية الحركية للدماغ. عادة ، يتم تمثيل كل إصبع بشكل مميز عن الآخر في الدماغ. على يدي الإبهام الآليين ، كان نمط نشاط الدماغ المقابل لكل إصبع أقل وضوحًا من المعتاد.

ومع ذلك ، أظهرت الفحوصات التي أجريت بعد أسبوع أن هذه التغييرات في منطقة اليد في الدماغ قد هدأت. يشير ذلك إلى أن تأثيرات استخدام الإبهام على الدماغ ليست طويلة المدى ، على الرغم من اعترافهم بالحاجة إلى مزيد من البحث لتأكيد هذا الاستنتاج.

وأشار تشوست إلى أن تكبير الجسم في المستقبل سيكون مهمًا لكل من المعاقين والأشخاص الأصحاء. “ستوفر أطرافًا اصطناعية للمعاقين وللأشخاص الأصحاء الذين لديهم وظائف يمكنهم فيها استخدام المساعدة الآلية ، مثل رفع الأوزان الثقيلة.”

أكدت كيليبا أن تكبير الجسم يمكن أن يكون يومًا ما ذا قيمة للمجتمع بعدة طرق ، مثل تمكين الجرّاح من العمل دون مساعد ، أو تمكين عامل المصنع من العمل بكفاءة أكبر.

وقالت: “يمكن لهذا النوع من العمل أن يُحدث ثورة في مفهوم الأطراف الصناعية ، ويمكن أن يساعد شخصًا لا يمكنه استخدام يد واحدة بشكل دائم أو مؤقت ، لفعل كل شيء بهذه اليد”.

وتابعت: “لكن للوصول إلى هناك ، نحتاج إلى مواصلة البحث في الأسئلة المعقدة والمتعددة التخصصات حول كيفية تفاعل هذه الأجهزة مع أدمغتنا.”

 

وأضاف كارثيك راماني ، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة بوردو: “هذه تجربة رائعة لمعرفة كيفية عمل الدماغ البشري”.

وأضاف قائلاً: “نحن لا نعرف الكثير عن الدماغ البشري ، والعلاقة بين اليدين والرأس أمر بالغ الأهمية حقًا”.

المصدر
technewsworld

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى