ลิงควบคุมรถเข็นได้โดยใช้แค่"ความคิด"

นักประสาทวิทยาที่ Duke สหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาส่วนติดต่อระหว่างสมองกับเครื่องจักร (brain machine interface: BMI) ที่ทำให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างลิงสามารถควบคุมรถเข็นโดยใช้แค่"ความคิด"ในสมองได้

BMI นั้นใช้สัญญาณที่ได้จากเซลล์ประสาทหลายร้อยเซลล์ที่กระตุ้นพร้อมกันจากสมองของลิง 2 แห่งที่เป็นส่วนที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและความรู้สึก และเมื่อลิงคิดจะขยับไปสู่เป้าหมายซึ่งในกรณีนี้คือจานองุ่น คอมพิวเตอร์จะแปรกิจกรรมในสมองไปเป็นคำสั่งเพื่อสั่งการทำงานของรถเข็น

นักวิจัยเผยในวารสารวิชาการ Scientific Reports ว่า ระบบนี้อาจจะนำไปใช้กับคนได้ในอนาคต โดยเฉพาะผู้พิการที่สูญเสียการควบคุมกล้ามเนื้อและการเคลื่อนไหวต่าง ๆ เช่น ผู้ป่วยโรค ALS เป็นต้น

"สำหรับผู้พิการรุนแรงบางคน แค่กระพริบตายังไม่่สามารถทำได้เลย" นพ.ดร.มิเกล นิโคเลลิส ผู้อำนวยการร่วมของศูนย์วิศวกรรมประสาทวิทยาดุค และเป็นสมาชิกอาวุโสของทีมวิจัย กล่าว

"สำหรับผู้พิการเหล่านี้ การใช้รถเข็นหรืออุปกรณ์ที่ควบคุมได้โดยวิธีอ่านคลื่นสมองอย่าง EEG (อุปกรณ์อ่านคลื่นสมองจากขั้วไฟฟ้าที่สัมผัสที่หนังศีรษะ) อาจจะไม่เพียงพอ เราได้แสดงให้เห็นแล้วว่า การฝังขั้วไฟฟ้าเข้าไปที่สมองโดยตรงนั้นนำไปสู่การควบคุมรถเข็นได้ดีกว่าวิธีแบบที่ไม่ต้องอาศัยการผ่าตัด"

นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้ได้เริ่มการทดลองเมื่อปี 2012 โดยเริ่มฝังขั้วไฟฟ้าที่เป็นเส้นใยขนเล็ก ๆ ไปที่สมองส่วนพรีมอเตอร์และโซมาโตเซนซอรีที่สมองของลิงแสม หลังจากนั้น ฝึกให้ลิงรู้จักการนึกคิดเพื่อเข้าหาเป้าหมาย ซึ่งเป้าหมายในกรณีนี้คือการไปสู่จานที่มีองุ่นวางอยู่ ในขณะเดียวกัน นักวิจัยก็เข็นรถเข็นนำทางลิงไปสู่เป้าหมายด้วย ในช่วงที่ฝึกนี้ นักวิทยาศาสตร์จะบันทึกสมองของลิง หลังจากนั้น เขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ให้รู้จักการแปรสัญญาณคลื่นสมองเหล่านี้ไปเป็นคำสั่งที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของรถเข็น

เมื่อลิงเรียนรู้ที่จะควบคุมรถเข็นเพียงแค่การคิดแล้ว ลิงก็สามารถที่จะขยับรถเข็นไปยังจานองุ่นได้ และบรรลุเป้าหมายได้เร็ว

นอกจากนี้ นักวิจัยยังได้ค้นพบจากการวิเคราะห์คลื่นสมองด้วยว่า ลิงเองก็มีการคำนวณระยะห่างระหว่างตัวมันเองกับจานขององุ่นด้วยเช่นกัน

"นับว่าเป็นสัญญาณที่ไม่ได้เกิดขึ้นในช่วงแรกของการฝึก แต่สัญญาณเหล่านี้เองที่ทำให้ลิงทำภารกิจได้เก่งขึ้น นับว่าน่าแปลกใจทีเดียว เพราะถือเป็นการชี้ว่าสมองนั้นรู้จักปรับตัวให้เข้ากับอุปกรณ์ที่ไม่คุ้นเคยอย่างในกรณีนี้คือรถเข็นได้"

ในการทดสอบครั้งนี้ นักวิจัยได้บันทึกกิจกรรมของสมองจากเซลล์ประสาท 300 เซลล์ของลิง 2 ตัว ซึ่งก่อนหน้านี้ นักวิจัยเคยวัดกิจกรรมของเซลล์ประสาทได้มากถึง 2,000 เซลล์ ดังนั้น นักวิจัยจึงหวังว่าการทดลองนี้จะนำไปขยายผลเพื่อวัดกิจกรรมของเซลล์ประสาทในระดับที่กว้างขึ้นได้ เพื่อการพัฒนาส่วนติดต่อระหว่างสมองกับเครื่องจักรที่แม่นยำขึ้น ก่อนจะไปใช้ในคนต่อไป