ابزارهای هک مغز به لطف حسگرهای هدفون EEG که داخل گوش قرار می‌گیرند، به زودی بخش جذابی از زندگی روزانه خواهند شد. دو گروه پژوهشی در زمینه ابزار هوشمندی کار می‌کنند که می‎تواند اطلاعات مغز را با اطمینان استخراج ‌کند. در این ابزار هوشمند قابلیت اطمینان یک ویژگی کلیدی است. تا کنون تعدادی ابزار عصبی برای مصرف‌کنندگان به بازار ارائه شده است اما این ابزارها اطلاعات مغزی را با قابلیت اطمینان قابل قبول به دست کاربر نمی‎رسانند.

چرا ممکن است شما یک ابزار هک مغز لازم داشته باشید؟

خوب، شاید شما بخواهید اشیا را با فکرتان کنترل کنید و تمایل داشته باشید تنها با فکرتان درب پیشرویتان را باز کنید یا سفینه فضایی X-wing خود را از باتلاق بلند کنید و یا شاید می‌خواهید همه امواج مغزی روزتان را نگه‌دارید واطلاعات جمع آوری شده را جست‌و‌جو کنید که درواقع به عنوان یک فیت بیت (Fitbit) برای مغز عمل می‌کند. امروزه شرکت‌ها و DIYerها (افرادی نوآور که خودشان از پس کارها برمی‌آیند)  می‌توانند با حسگرهایی که از امواج الکتریکی (EEG) برای ثبت فعالیت‌های مغز استفاده می‌کنند، چنین چیزهایی را بسازند. این وسایل معمولاً از الکترودهای EEG که روی جمجمه سر قرار می‌گیرند برای ثبت الگوهای فعالیت‌ الکتریکی مغز استفاده می‌کنند. این الگوها، زمانی تولید می‌شوند که میلیون‌ها سلول مغز هماهنگ با هم عمل کنند و هر حالت ذهنی مانند تمرکز و استراحت، امواج مغزی مربوط به خود را ایجاد می‌کند. اما سامانه الکترود که روی جمجمه  قرار می‌گیرد تنها برخی از فعالیت‌ها را آشکار می‌کند. درحالی که استارت‌آپ‌ها برای ساخت هدست‌های EEG بهتر و زیباتر در رقابت هستند، چندین گروه پژوهشی فکر کردند که حسگرهای EEG داخل گوش جایگزین‌های زیباترو برازنده‌تری هستند.

در آزمایشگاه John Chuang در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی، مهندسان یک هدست EEG تجاری از شرکت NeuroSKY را اصلاح کردند و الکترودهای بخش پیشانی را به داخل گوش آوردند. به گفته Chuang، این گروه تصمیم داشت روی ارزانترین هدست EEG که در اختیار مصرف‌کنندگان است، کار کند.

هدف نهایی گروه استفاده ازیک حسگر EEG داخل گوش است، تا دستورهای ذهنی‌ای که می‌تواند یک رایانه، یک هواپیمای بدون سرنشین و یا هر وسیله الکترونیکی دیگری را کنترل کند، ارسال کند. اما EEG یک سیگنال خیلی واضح و روشن نیست. حسگر EEG می‌تواند الگوهای وسیعی را تمیز دهد، مانند امواج آلفا (با فرکانس بین ۸ تا ۱۳هرتز) که زمانی تولید می‌شوند که فرد با چشمان بسته استراحت می‌کند و امواج بتا (۱۳ تا ۳۰هرتز) که زمانی ایجاد می‎شوند که فرد هشیارتر است. اما افکاری مانند «ماشین به چپ برو» را تمیز نمی‌دهد.

پژوهشگران برای استفاده از EEG در سامانه‌های واسط مغز و ماشین، سامانه‌های خود را با سیگنال EEG فرد که هنگام انجام یک اشاره ذهنی خاص به دست آمده تنظیم کردند. گروه Chuang پنج اشاره ذهنی را آزمایش کردند: پخش یک آهنگ داخل گوش، تصور یک چهره، نشان دادن یک مکعب دوار، گوش دادن به یک صدا و تنفس عمیق با چشمان بسته. پژوهشگران برای هرفرد، دو اشاره‌ای که واضح‌ترین EEG را داشت انتخاب کردند. از لحاظ تئوری می‌توان از این دو اشاره  برای ایجاد یک سامانه کنترل دو حالته استفاده کرد. برای مثال یک کاربر می‌تواند از تصور یک مکعب دوار برای به حرکت درآوردن یک ماشین کنترل از راه دور و از به تصویر درآوردن یک چهره برای توقف آن استفاده کند. البته هدایت ماشین به چپ یا راست نیازمند سامانه پیچیده‌تری است. گروه Chuang نتایج این تحقیق را ماه گذشته درکنفرانس  IEEE Body Sensor Network  ارائه داده است.

Chuang می‌گوید: «این پژوهش،  آیندۀ امواج مغزی را نشان می‌دهد. هدفون‌های حسگری که دستورها  را به طور کامل به ماشین‌هایی در زندگی ما منتقل می‌کنند. EEG داخل گوش یک روش خیلی هوشمندانه و طبیعی برای ما فراهم می‌آورد تا با رایانه‌مان صحبت کنیم.»

در همین حال در آزمایشگاه Danilo Mandic در دانشگاه ایمپریال لندن، روی چندین نمونه از یک ابزار هدفون EEG شبیه هدفون کوچک، کار می‌شود. در آخرین نمونۀ آنها، از یک گوش‌گیر حذف نویز استفاده شده که از مواد اسفنجی به نام فوم حافظه ساخته شده‌اند و شبیه گوش‌گیرهای عادی به طور طبیعی مطابق شکل گوش کاربر می‌شوند و توانایی تماس عالی با پوست داخل گوش دارند. پژوهشگران با وصل کردن دو الکترود ساخته شده از یک پارچه با روکش نقره نرم به اطراف گوش‌گیر، سیگنال‌های EEG با کیفیت بالایی را فراهم‌آوردند.

Mandic می‌گوید: این گروه با اختراع یک وسیله ارزان و راحت، راهی برای یک سامانه هدفون EEG قابل پوشیدن ارائه کرده است. او تصور می‌کند با استفاده از هدفون EEG می‌توان امکاناتی مانند نظارت بر پیشرفت بیماری‌های مزمن، ردیابی الگوهای خواب و نگهداری اطلاعات ذهنی پرسنل نظامی برای انجام وظیفه را فراهم نمود.

بیرون از آزمایشگاه، تارنمای Kickstarter یک ابزار داخل گوش با حسگر EEG را بیش از ۱۵۰۰۰۰دلار قیمت‌گذاری کرده است. این ابزار Aware نامیده می‌شود و نیاز به اسکن سه بعدی از گوش کاربر دارد تا یک قسمت گوش سفارشی تولید کند. دیدن اینکه چه فرد دیگری به این عرصه تجاری جدید گام می‌گذارد، جالب خواهد بود.

منبع: IEEE  Spectrum