تصور کنید در هفته امتحانات هستید، چند آزمون مهم پیش رو دارید و باید بهترین عملکرد را داشته باشید، اما استرس و حجم کارهایتان باعث شده تمرکزتان را از دست بدهید. آشنا به نظر می‌رسد؟ احتمالاً همه ما چنین لحظاتی را تجربه کرده‌ایم. حالا اگر به شما بگویند با استفاده از یک هدبند به مدت فقط سه دقیقه در روز می‌توانید این مشکل را برای همیشه حل کنید، چه حسی خواهید داشت؟
هدبند حسگر مغز Muse با هفت حسگر، پنج ساعت عمر باتری و اپلیکیشنی که پیشرفت شما را ردیابی می‌کند، به شما کمک می‌کند از طریق مدیتیشن تمرکز بیشتری داشته باشید. کافی است هدبند را روشن کنید، آن را با اپلیکیشن جفت کنید، هدفون‌هایتان را بگذارید و به راهنمای صوتی گوش دهید. در این مقاله، به‌طور کامل توضیح می‌دهیم که فناوری حسگر مغز (Brain Sensing Technology) چگونه کار می‌کند، از علم پشت آن گرفته تا آینده‌ای که در انتظار ماست.
علم مغز: انتقال عصبی (Neurotransmission)
برای درک فناوری حسگر مغز، ابتدا باید بدانیم سیگنال‌ها چگونه در بدن و مغز منتقل می‌شوند. وقتی یک مولکول سیگنال‌دهنده (لیگاند) به گیرنده‌ای در سلول متصل می‌شود، زنجیره‌ای از واکنش‌ها در سلول آغاز می‌شود که در نهایت یک پروتئین یا مولکول هدف را فعال می‌کند. به زبان ساده، یک سیگنال به گیرنده می‌چسبد، مولکول‌های دیگر را فعال می‌کند و این فرآیند ادامه می‌یابد تا سیگنال نهایی تولید شود.
این سیگنال از طریق ستون فقرات به مغز می‌رسد، جایی که حدود ۱۰۰ میلیارد نورون (سلول‌های عصبی) قرار دارند. هر نورون از بخش‌هایی مثل هسته، آکسون، دندریت، غلاف میلین و پایانه آکسون تشکیل شده است. سیگنال به‌صورت یک تکانه الکتریکی به نام پتانسیل عمل (Action Potential) از دندریت‌ها به پایانه آکسون منتقل می‌شود.
در فضای بین دو نورون، که سیناپس نام دارد، نورون اول نوروترانسمیترها (مولکول‌های سیگنال‌دهنده) را آزاد می‌کند. این مولکول‌ها به گیرنده نورون بعدی متصل می‌شوند. اگر بار الکتریکی نوروترانسمیترها از آستانه خاصی عبور کند، پتانسیل عمل جدیدی ایجاد می‌شود؛ در غیر این صورت، انتقال سیگنال متوقف می‌شود. این دو حالت به ترتیب حالت تحریکی و حالت بازدارنده نامیده می‌شوند.
وقتی گروهی از نورون‌ها این تغییرات الکتریکی را تجربه می‌کنند، یک میدان الکتریکی ایجاد می‌شود که به‌صورت ارتعاشات کوچک روی پوست سر قابل‌تشخیص است. اینجاست که حسگرهای EEG وارد عمل می‌شوند.
حسگرهای EEG: پنجره‌ای به مغز
الکتروانسفالوگرافی (EEG) که در سال ۱۹۲۴ توسط هانس برگر، روان‌پزشک آلمانی، کشف شد، فناوری‌ای است که میدان‌های الکتریکی تولیدشده توسط نورون‌ها را در لحظه اندازه‌گیری می‌کند. در روش سنتی EEG، الکترودهایی روی پوست سر قرار می‌گیرند که به یک تقویت‌کننده و کامپیوتر متصل هستند. این الکترودها داده‌ها را به‌صورت نمودارهای زنده نمایش می‌دهند.
داده‌های EEG به‌صورت امواج مغزی تحلیل می‌شوند که شامل پنج نوع اصلی هستند:
- دلتا (Delta): مرتبط با خواب عمیق.
- تتا (Theta): مرتبط با آرامش و خلاقیت.
- آلفا (Alpha): مرتبط با حالت آرام و تمرکز.
- بتا (Beta): مرتبط با فعالیت ذهنی و تمرکز بالا.
- گاما (Gamma): مرتبط با پردازش‌های پیچیده مغزی.
این امواج به محققان کمک می‌کنند رفتارهای شناختی را تحلیل کنند. برای مثال، در تحقیقات خواب، امواج دلتا نشان‌دهنده عمق خواب هستند، در حالی که امواج گاما و بتا نشان می‌دهند فرد در خواب REM است یا خیر.
EEG به‌دلیل غیرتهاجمی بودن، ابزاری قدرتمند برای بررسی فعالیت‌های مغزی است. از رفتار خواب گرفته تا تحلیل رفتار مصرف‌کننده، این فناوری به ما امکان می‌دهد مغز انسان را با دقت بیشتری درک کنیم.
حسگر مغز در زندگی روزمره: روش IoT
در سال ۲۰۱۴، جوئل مورفی و کانر روسومانو با جمع‌آوری ۱۷۰,۰۰۰ دلار از ۶۴۴ حامی، پلتفرم منبع‌باز OpenBCI (رابط کامپیوتری مغز) را معرفی کردند. این پلتفرم به عموم مردم امکان داد فعالیت‌های الکتریکی مغز، قلب و عضلات را ردیابی کنند. این قدم بزرگ، راه را برای نوآوری‌های شگفت‌انگیز باز کرد.
امروزه، محصولات حسگر مغز مثل هدبند Muse یا حتی عینک‌های مد روز که به ورزشکاران کمک می‌کنند تمرکز خود را بهبود دهند، در دسترس همه هستند. اما این دستگاه‌ها چگونه کار می‌کنند؟
هدبند Muse حسگرهایی در پیشانی و پشت گوش‌ها دارد. وقتی هدبند با اپلیکیشن جفت می‌شود، حسگرها تکانه‌های الکتریکی مغز را می‌خوانند و داده‌ها به‌صورت زنده در اپلیکیشن نمایش داده می‌شوند. اپلیکیشن با تحلیل امواج مغزی تشخیص می‌دهد که آیا کاربر تمرکز دارد یا خیر. اگر امواج مغزی فرکانس بالایی نشان دهند (نشانه حواس‌پرتی)، اپلیکیشن با افزایش صدای راهنما، کاربر را تشویق به تمرکز مجدد می‌کند.
با اینکه این فرآیند ساده به نظر می‌رسد، برای دقت بیشتر، باید الکترودها در نقاط مختلف سر قرار گیرند، چون تکانه‌های مغزی مثل ارتعاشات کوچک در سراسر جمجمه پخش می‌شوند. هدبند Muse با تمرکز بر قشر پیش‌پیشانی (Frontal Cortex) – که مسئول تصمیم‌گیری، کنترل تکانه و تمرکز است – به کاربران کمک می‌کند ذهن خود را برای تمرکز بهتر آموزش دهند.
آینده حسگر مغز: تراشه‌های مغزی (Brain Chipping)
فناوری حسگر مغز در حال حاضر کاربردهای پزشکی زیادی دارد، مثل کمک به بیماران سرطانی برای کاهش استرس و بهبود روند بهبودی. اما اگر این فناوری بتواند زندگی روزمره ما را هم ساده‌تر کند چه؟
شاید شنیده باشید که کاشت تراشه (Chipping) به یک روند جدید تبدیل شده است. حالا تصور کنید با کاشت حسگرهایی در جمجمه، بتوانید کارهای روزمره مثل روشن و خاموش کردن چراغ‌ها، قفل کردن درها یا خاموش کردن زنگ ساعت را فقط با فکر کردن انجام دهید!
با سرعت پیشرفت این فناوری توسط شرکت‌هایی مثل SpaceX، احتمالاً در چند دهه آینده (یا حتی زودتر)، شاهد ادغام حسگرهای مغزی با نرم‌افزارهایی خواهیم بود که به انسان‌ها کنترل کامل بر زندگی‌شان می‌دهند. البته، قبل از رسیدن به این مرحله، باید داده‌های دقیق و قابل‌اعتمادی جمع‌آوری شود تا ادغام مغز انسان با هوش مصنوعی (AI) ایمن و کارآمد باشد.
نتیجه‌گیری: آماده آینده باشید!
فناوری حسگر مغز، از هدبند Muse گرفته تا تراشه‌های مغزی آینده، در حال تغییر روش تعامل ما با خودمان و دنیای اطرافمان است. با درک علم پشت نوروترانسمیسیون و EEG، می‌توانیم پتانسیل این فناوری را بهتر درک کنیم. چه بخواهید تمرکزتان را بهبود دهید، چه رویای کنترل خانه‌تان با ذهنتان را داشته باشید، این فناوری در حال باز کردن درهای جدیدی به سوی آینده است.
شما درباره Brain Sensing Technology چه فکر می‌کنید؟ آیا آماده‌اید یک هدبند حسگر مغز امتحان کنید؟ نظراتتان را با ما به اشتراک بگذارید!
منبع: iotforall