แค่คิดก็ขยับได้! ผู้ป่วยอัมพาตควบคุมแขนหุ่นยนต์ผ่านสัญญาณสมอง

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีสมองและคอมพิวเตอร์ (Brain-Computer Interface: BCI) นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก (UCSF) ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่ช่วยให้ผู้ป่วยที่เป็นอัมพาตและไม่สามารถพูดได้ สามารถควบคุมแขนหุ่นยนต์ เพียงแค่จินตนาการถึงการเคลื่อนไหว โดยไม่ต้องใช้การเคลื่อนไหวทางกายภาพเลยแม้แต่น้อย 

โดยหลักการทำงานของเทคโนโลยี BCI นี้เริ่มต้นจากการติดตั้งเซ็นเซอร์ขนาดเล็กบนพื้นผิวของสมองที่สามารถตรวจจับสัญญาณประสาท (neural signals) เมื่อผู้ป่วยจินตนาการถึงการเคลื่อนไหว สมองของเราก็จะส่งสัญญาณไฟฟ้าที่บ่งบอกถึงการเคลื่อนไหวแต่ละอย่างที่ต้องการจะทำ 

แม้ว่าผู้ป่วยจะไม่สามารถขยับร่างกายได้จริง ๆ แต่สมองก็ยังคงสามารถส่งสัญญาณเหล่านี้ได้ ยืนยันโดยการทดลองที่ให้ผู้ป่วยที่เคยเป็นอัมพาตจากโรคหลอดเลือดสมองมานานหลายปี จินตนาการถึงการเคลื่อนไหวในส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย เช่น มือหรือเท้า พบว่า สมองของเขายังคงสร้างสัญญาณการเคลื่อนไหวเหล่านั้นออกมาได้อยู่

หลังจากสมองส่งสัญญาณไฟฟ้าออกมา สัญญาณเหล่านี้จะถูกส่งไปยังระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะใช้ AI ในการถอดรหัสและแปลเป็นคำสั่งเพื่อควบคุมแขนหุ่นยนต์ให้ทำตามที่ผู้ป่วยจินตนาการไว้ โดย AI จะเรียนรู้และปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นในสมองเมื่อผู้ป่วยทำการจินตนาการซ้ำ ๆ จนกระทั่งสามารถทำการเคลื่อนไหวได้อย่างแม่นยำ ไม่ว่าจะเป็นการหยิบจับสิ่งของหรือเคลื่อนย้ายวัตถุ ซึ่งจากการทดสอบพบว่า อุปกรณ์นี้สามารถทำงานได้เป็นระยะเวลานานถึงเจ็ดเดือนโดยไม่ต้องปรับแต่งเพิ่มเติม

เพื่อให้ผู้ป่วยควบคุมการเคลื่อนไหวแขนหุ่นยนต์ได้อย่างแม่นยำ ทีมวิจัยได้ฝึกผู้ป่วยให้จินตนาการถึงการเคลื่อนไหวเพื่อควบคุมแขนหุ่นยนต์จริง ๆ และใช้การฝึกกับแขนหุ่นยนต์เสมือนจริง (virtual arm) ควบคู่กันไป เพื่อให้สามารถปรับปรุงความแม่นยำได้ง่ายและรวดเร็วมากขึ้น 

โดยก้าวสำคัญของการพัฒนาในครั้งนี้คือความสามารถของระบบในการปรับตัวและรักษาความแม่นยำในการควบคุมตลอดระยะเวลานาน โดยไม่จำเป็นต้องปรับแต่งอุปกรณ์บ่อยครั้ง ซึ่งแตกต่างจากเทคโนโลยี BCI รุ่นก่อนที่สามารถใช้งานได้เพียงระยะเวลาสั้น ๆ เท่านั้น

ที่มา UCSF

จิตา สุประดิษฐ