رسم مشترك بين الدماغ والآلة عبر واجهات الدماغ-الكمبيوتر البصرية

الرسم بعقلك

تخيّل أن ترسم صورة دون أن تحرّك عضلة واحدة — لا فأرة، لا قلم رقمي، ولا حتى حركة عين — فقط بالتفكير في الشكل الذي تريد رسمه. تُظهر هذه الدراسة نسخة مبكرة لكنها عملية من هذا الفكرة بالضبط: نظام بسيط ومنخفض التكلفة يسمح للأشخاص بـ «الرسم العقلي» لأشكال وأرقام أساسية عبر شراكة بين نشاط دماغهم وبرنامج حاسوبي تكيفي.

كيف تتواصل إشارات الدماغ مع الشاشة

بنى الباحثون واجهة دماغ–كمبيوتر غير جراحية باستخدام عصابة رأس بسيطة بها ثلاثة أقطاب كهربائية، إحداها فوق الجزء البصري من الدماغ. على شاشة الحاسوب، تومض عشرة أقراص بيضاء بمعدلات متباينة قليلاً على خلفية داكنة. يُطلب من الشخص أن يتخيل بهدوء شكلاً بسيطًا — مثل حرف، أو شكل هندسي، أو رقم مكتوب بخط اليد — وأن ينظر إلى القرص المتومض الذي يتطابق أفضل مع ذلك الشكل المتخيل. وبما أن كل قرص يومض بإيقاع فريد، يمكن لرد الفعل الكهربائي للدماغ تجاه ذلك الإيقاع أن تُلتقطه عصابة الرأس. عبر تحليل هذه «المنبهات البصرية المستقرة»، يستطيع النظام تحديد أي قرص يركز عليه الشخص والتعامل مع ذلك القرص كمقطع صغير من الرسم العقلي.

بناء الصورة خطوة بخطوة

لا تظهر الصورة دفعة واحدة. بدلاً من ذلك، تُجرى العملية في جولات قصيرة تستمر لبضع ثوانٍ. في كل جولة، يختار المشارك القرص الذي لديه أفضل تطابق مع الشيء المتخيل. يسجل النظام مدى قوة استجابة الدماغ ويعطي وزنًا لذلك القرص. على مدى 25 جولة من هذا النوع، تُجمع مواقع الأقراص الموزونة معًا كنقاط على لوحة لتشكيل صورة. ثم يقرر «سياسة» ذكية أين توضع مجموعة الأقراص التالية، مركّزة الجهد على أكثر أجزاء الشاشة وعدًا. تستوحي إحدى نسخ هذه السياسة أفكارها من كيفية اكتشاف النظام البصري المبكر للحواف والأنسجة؛ بينما تستخدم نسخة أخرى أسرع كتل بناء مُتعلمة آليًا مشتقة من آلاف الأرقام المكتوبة بخط اليد. في كلتا الحالتين، يتكيف الحاسوب مع الرسم المتنامي، متمركزًا نحو نية المستخدم.

ما مدى فاعلية الرسم العقلي؟

استخدم ثمانية متطوعين النسخة الأساسية من النظام لرسم ثلاثة أشكال بسيطة لكل منهم. قارن الفريق النتائج المرسومة عقليًا بالصور الهدف المرسومة يدويًا ووجد تطابقًا جيدًا في المتوسط: استوعبت الأشكال المعاد بناؤها البنية الأساسية للحروف والرموز المقصودة، حتى إن لم تكن مطابقة بكسلًا ببكسل. باستخدام نظرية المعلومات، قدّر الباحثون بعد ذلك كمية المعلومات القابلة للاستخدام في الثانية التي يحملها هذا الإجراء. وصل الرسم العقلي التكيفي إلى نحو 1.3 بت في الثانية — وهو بالفعل أعلى من المتوقع لواجهات الدماغ أحادية الاتجاه القياسية باستخدام نفس الأجهزة. وعند تفعيل سياسة قائمة على البيانات ومخصّصة للأرقام، قفز معدل المعلومات إلى أكثر من 4 بت في الثانية، وذلك على حساب التقييد بأشكال شبيهة بتلك الموجودة في بيانات التدريب.

من الاسكتشات الخشنة إلى الصور الغنية

لاستكشاف ما يمكن أن تُستخدمه مثل هذه الاسكتشات الدماغية الخشنة، جمع الفريق بينها وبين مُولّد صور حديث (Stable Diffusion). هنا ينتج النظام أولًا الشكل العقلي الخشن، ثم يُدخله —مع وصف نصي— إلى مولّد الصور الذي يملأ التفاصيل والطابع. بالنسبة للوصفات مثل روبوت، أو شجرة، أو مصباح، أو طائرة، أدى جلستا رسم عقلي تحت نفس الوصف إلى صور نهائية مختلفة لكنها معروفة الصلة ببعضها. هذا يظهر كيف قد تُستخدم الاسكتشات العصبية البسيطة يومًا ما كبذور لرسومات غنية ومخصصة للتواصل أو الإبداع، بينما يتولّى الذكاء الاصطناعي الجزء الأكبر من تفصيلها بدلًا من واجهة الدماغ وحدها.

لماذا هذا مهم وما التالي

يُظهر العمل أنه وبوجود حساس دماغي واحد رخيص وتصميم تغذوي ذكي، يمكن للناس توجيه حاسوب لإعادة بناء أشكال متخيلة أساسية خلال نحو دقيقتين، وأحيانًا في أقل من دقيقة للأرقام. التقدّم الرئيسي ليس مجرد فك تشفير إشارات الدماغ، بل خلق شراكة حقيقية حيث يُحسن الحاسوب تخميناته مرارًا ويختار الإنسان ببساطة أفضل تطابق. ومع أنه لا يزال مقصورًا على أشكال بسيطة ويعتمد على مجسات وامضة، فإن هذا النهج يلمّح إلى أدوات مستقبلية للأشخاص غير القادرين على الكلام أو الحركة بسهولة، وللفنانين أو المصممين الراغبين في العصف الذهني بصريًا بسرعة الفكر.

الاستشهاد: Wang, G., Huang, Y., Muckli, L. et al. Symbiotic brain-machine drawing via visual brain-computer interfaces. npj Biomed. Innov. 3, 31 (2026). https://doi.org/10.1038/s44385-026-00086-6

الكلمات المفتاحية: واجهة دماغ-كمبيوتر, رسم عقلي, EEG, الخيال البصري, التواصل المساعد