رقابت علمی محققان رابط مغز و رایانه در ۲ مسابقه علمی آزمایشگاه ملی مغز

به گزارش مجله خبری نگار، به همت آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز پنجمین دوره مسابقه ملی "واسط مغز-رایانه" با محوریت توجه شنیداری و دومین مسابقه ملی "تحلیل داده‌های fNIRS با محوریت سیستم‌های واسط رایانه و مغز" به منظور کمک به بیماران دارای اختلالات حرکتی برگزار می‌شود.

حس شنوایی انسان بسیار پیچیده است و در فرآیند‌های بسیاری مانند آموزش، مؤثر و مهم است. به عنوان مثال کودکانی که مشکل نقص توجه یا اختلال در یادگیری دارند، اغلب در توجه شنیداری خود مشکل دارند و نمی‌توانند به خوبی از آن استفاده کنند.

انسان با حس شنوایی خود، آوا و ساختار‌های زبان را یاد گرفته و به کار می‌گیرد، از این رو بررسی توجه شنیداری هنگام درک زبان می‌تواند مفید باشد.

در سال‌های اخیر پژوهش‌های زیادی در زمینه توجه شنیداری انجام شده است که اکثراً از بررسی سیگنال‌های مغزی استفاده کرده‌اند. اغلب آزمایش‌های انجام شده روی وظایف ساده شنوایی بوده، در صورتی که بدن انسان همواره چندین کار را با هم انجام می‌دهد و حواس مختلف را با هم به کار می‌گیرد. به عنوان مثال شخصی که سر کلاس به حرف معلم خود گوش می‌دهد، همزمان هم به صورت شنیداری به معلم توجه می‌کند، هم متن یا تصویری را می‌بیند و گاهی جزوه نیز می‌نویسد.

از این روی پنجمین دوره مسابقه ملی "واسط مغز-رایانه" با محوریت توجه شنیداری با هدف آشنا شدن پژوهشگران با حوزه BCI، آشنا شدن پژوهشگران با واسط‌های مغز و رایانه غیرفعال، کمک به کاربردی شدن واسط‌های مغز و رایانه، استخراج ویژگی‌های مؤثر در طبقه‌بندی الگو‌های مغزی در فرایند توجه شنیداری، یافتن راهکار‌هایی برای افزایش صحت در سیستم‌های BCI غیرفعال و کمک به توسعه ابزار‌هایی جهت نظارت بر میزان توجه و تمرکز در آموزش از راه دور کودکان برگزار می‌شود.

در پنجمین دوره مسابقات ملی واسط مغز-رایانه، مسابقه بر روی دادگان ثبت شده در یک سیستم واسط مغز-رایانه غیرفعال به منظور بررسی توجه شنیداری انجام می‌شود.

مسابقه به صورت دو مرحله‌ای انجام می‌شود. در مرحله اول تعدادی داده برچسب‌دار در اختیار شرکت‌کنندگان قرار می‌گیرد. داده‌ها از چند فرد مختلف ثبت شده‌اند و از این داده‌ها برای آموزش مدل استفاده می‌شود.

سپس داده‌های بدون برچسب برای ارزیابی روش‌ها در اختیار شرکت‌کنندگان قرار خواهد گرفت. شرکت‌کنندگان برچسب‌های داده‌های آزمون را اعلام خواهند کرد و بر اساس نتایج صحت، تیم‌های برگزیده برای رقابت حضوری (مرحله دوم) دعوت می‌شوند.

در مرحله حضوری تعدادی داده بدون برچسب در اختیار شرکت‌کنندگان قرار می‌گیرد که میانگین صحت طبقه‌بندی نتیجه نهایی را ایجاد می‌کند.

داده‌های پیشنهادی برای پنجمین مسابقه ملی رابط مغز-رایانه، مربوط به بررسی توجه شنیداری در حالتی نزدیک به واقعیت و با انجام همزمان فعالیت‌های دیداری (روخوانی متن) است.

دومین مسابقه ملی تحلیل داده‌های fNIRS با محوریت سیستم‌های واسط رایانه و مغز به منظور کمک به بیماران دارای اختلالات حرکتی

رابط مغز و رایانه می‌تواند از انواع مختلفی از روش‌های ثبت فعالیت‌های مغزی استفاده کند و از آنجایی که این روش‌ها هر کدام مزایا و معایب خود را دارد، امروزه سیستم‌های طیف نگاری مادون قرمز به عنوان سیستم‌های پایش قابل حمل و غیرتهاجمی که قابلیت تکرار آزمون به دفعات روی نمونه مورد نظر را دارند، مطرح شده و نزد متخصصین علوم اعصاب به عنوان مدالیته جدیدی برای ثبت فعالیت‌های مغزی مورد توجه قرار گرفته است.

این ابزار نوین امکان بررسی کارکرد‌های شناختی مغزی در حین انجام تکالیف شناختی را برای محققان فراهم می‌کند. از آنجا که تغییرات همودینامیکی در مغز با فعالیت‌های عصبی ارتباط مستقیمی دارد، اخیرا، از طیف‌نگاری مادون قرمز نزدیک کارکردی به صورت گسترده‌ای برای پایش تغییرات غلظت اکسی/ دی‌اکسی هموگلوبین ناشی از فعالیت‌های کارکردی و در واقع پایش غیرمستقیم فعالیت‌های عصبی در بافت ناحیه هدف از مغز استفاده شده است.

بر این اساس این مسابقه با اهدافی، چون آشنا شدن محققان با تکنولوژی طیف نگاری مادون قرمز نزدیک در سیستم واسط مغز و رایانه، مشارکت، همکاری و هم‌افزایی بین رشته‌ای تلفیق تجربه‌های باارزش افراد خبره برای کاربردی کردن سیستم واسط رایانه و مغز و افزایش سرعت، ارتقاء کیفیت زندگی بیماران دارای اختلالات حرکتی برگزار می‌شود.

این مسابقه به صورت دو مرحله است که در مرحله اول تعدادی داده بر چسب دار در اختیار شرکت کنندگان قرار می‌گیرد و از این داده‌ها برای آموزش یا محاسبه پارامتر‌های مدل (آماری و یا شبکه‌های عصبی مصنوعی به منظور طبقه‌بندی) استفاده می‌شود. سپس داده‌های بدون برچسب برای ارزیابی روش‌ها در اختیار شرکت‌کنندگان قرار خواهد گرفت. شرکت‌کنندگان برچسب‌های داده‌های ارزیابی را اعلام خواهند کرد و بر اساس نتایج صحت، تیم‌های برگزیده برای رقابت حضوری (مرحله دوم) دعوت می‌شوند.

در مرحله حضوری تعدادی دادگان بدون برچسب در اختیار شرکت کنندگان قرار می‌گیرد که علاوه بر صحت، سرعت اعلام پاسخ نیز ممکن است در نتیجه نهایی تاثیرگذار باشد.

اعلام نتایج نهایی

نتایج نهایی این دو رقابت در روز ۲۱ خرداد ماه جاری، همزمان با برگزاری ششمین سمپوزیوم تازه‌های نقشه برداری مغز ایران اعلام خواهد شد.

به گروه اول مبلغ ۷۵ میلیون ریال وجه نقد و ۱۰۰۰ امتیاز باشگاه پژوهشگران، به گروه دوم مبلغ ۴۵ میلیون ریال وجه نقد و ۶۰۰ امتیاز باشگاه پژوهشگران و به گروه سوم مبلغ ۳۰ میلیون ریال وجه نقد و ۴۰۰ امتیاز باشگاه پژوهشگران اعطا خواهد شد.