متن خبر

تاریخ خبر : ۱۴۰۰/۰۶/۰۶

تعداد بازدید : ۲۳۶

تعداد رای : ۱

نسل جدید سیستم های رابط مغز و کامپیوتر

نوع جدیدی از سیستم رابط عصبی که فعالیت صدها حسگر کوچک مغز را هماهنگ می کند، می تواند در آینده درک مغز را عمیق تر کرده و به درمان های پزشکی جدیدی منجر شود.

رابط های مغز و رایانه (BCI) ابزارهای کمکی در حال ظهوری هستند که ممکن است روزی به افراد مبتلا به آسیب مغزی یا نخاعی برای حرکت یا برقراری ارتباط کمک کنند. سیستم های BCI به سنسورهای قابل کاشت متصل می شوند که سیگنال های الکتریکی را در مغز ثبت می کنند و از این سیگنال ها برای هدایت دستگاه های خارجی مانند رایانه یا بازوهای روباتیک استفاده می کنند.

 

اکثر سیستم های BCI فعلی از یک یا دو سنسور برای دریافت اطلاعات از چند صد نورون استفاده می کنند، اما دانشمندان علوم اعصاب به سیستم هایی علاقه مند هستند که قادر به جمع آوری داده ها از گروه های بزرگتر سلول های مغزی باشند.

 

در حال حاضر، تیمی از محققان آمریکایی گامی کلیدی در جهت ایجاد یک مفهوم جدید برای سیستم BCI آینده برداشته اند، سیستمی که از شبکه ای هماهنگ از حسگرهای عصبی میکروسکوپی مستقل و بی سیم برای ثبت و تحریک فعالیت های مغزی استفاده می کند. این سنسورها که "neurogenins" نامیده می شوند، به طور مستقل پالس های الکتریکی حاصل از شلیک نورون ها را ثبت کرده و سیگنال ها را به صورت بی سیم به یک سیستم مرکزی برای پردازش ارسال می کند.

 

 

به گفته محققان، این نتایج گامی به سوی سیستمی است که روزی می تواند ضبط سیگنال های مغزی را با جزئیات بی سابقه ای ممکن کند و به بینش جدیدی در مورد نحوه عملکرد مغز و درمان های جدید برای افرادی که دچار آسیب مغزی یا نخاعی هستند منجر شود.

 

 

آرتو نورمیکو، استاد دانشکده مهندسی براون و نویسنده ارشد این مطالعه می گوید: "یکی از چالش های بزرگ در زمینه رابط های مغز و رایانه، روش های مهندسی برای بررسی بیشترین نقاط ممکن در مغز است. تا کنون اکثر BCI ها دستگاه های یکپارچه ای شبیه صفحات کوچک سوزنی بوده اند. ایده تیم ما این بود که این صفحات یکپارچه را به سنسورهای کوچکی تقسیم کنند که بتوانند در قشر مغز توزیع شوند."

 

 

این تیم کار توسعه این سیستم را حدود چهار سال پیش آغاز کرد. وی افزود این چالش شامل دو بخش بود. بخش اول نیاز به کوچک کردن وسایل الکترونیکی پیچیده ای داشت که در تشخیص، تقویت و انتقال سیگنال های عصبی به تراشه های کوچک سیلیکون neurogenins نقش داشتند. این تیم ابتدا قطعات الکترونیکی را روی کامپیوتر طراحی و شبیه سازی کرد و چندین بار ساخت و تولید تراشه های عملیاتی را انجام داد.

 

 

دومین چالش ایجاد مرکز ارتباطات خارج از بدن بود که سیگنال ها را از تراشه های کوچک دریافت کند. این دستگاه یک قطعه نازک تقریبا به اندازه انگشت شست است، که به پوست سر بیرون جمجمه متصل می شود. این دستگاه مانند یک برج مخابراتی عمل می کند و از پروتکل شبکه ای برای هماهنگ سازی سیگنال های عصبی استفاده می کند که هر کدام آدرس شبکه خود را دارند. این قطعه همچنین به صورت بی سیم  انرژی مورد نیاز neurogenins را تامین می کند که برای کار با حداقل مقدار برق طراحی شده است.

 

 

این کار یک چالش بین رشته ای واقعی بود و نیاز به متخصصانی در زمینه الکترومغناطیس، ارتباطات فرکانس رادیویی، طراحی مدار، علم عصب شناسی داشت.

 

این تیم همچنین توانایی دستگاه ها برای تحریک مغز و همچنین ثبت اطلاعات از آن را آزمایش کردند. تحریک با پالس های الکتریکی کوچک انجام می شود که می تواند فعالیت عصبی را فعال کند. محققان امیدوارند این تحریک توسط همان مرکز که ضبط عصبی را هماهنگ می کند هدایت شود و بتواند روزی عملکرد از دست رفته مغز در اثر بیماری یا آسیب را بازیابی کند. کارهای بیشتری باید انجام شود تا این سیستم به واقعیت تبدیل شود، اما محققان گفتند این مطالعه گامی کلیدی در این جهت است.

 

نتایج این تحقیق در آخرین شماره نشریه Nature Electronics منتشر شده است.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

Captcha