Neurograins می تواند رابط بعدی مغز و کامپیوتر باشد

یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه Brown سیستمی را توسعه داده است که از ده ها ریزتراشه سیلیکون برای ثبت و انتقال فعالیت مغز به کامپیوتر استفاده می کند. این تراشه ها که "عصاره عصبی" نامیده می شوند، هر کدام به اندازه یک دانه نمک، طوری طراحی شده اند که روی سطح مغز یا در سراسر بافت آن پاشیده شود تا سیگنال های عصبی را از مناطق بیشتری نسبت به سایر ایمپلنت های مغزی جمع آوری کند.

آرتو نورمیکو، مهندس مغز و اعصاب در دانشگاه Brown که تحقیقاتش منجر به توسعه مغز و اعصاب شد می گوید: "هر دانه به اندازه کافی میکرو الکترونیک درون خود قرار داده است تا هنگامی که در بافت عصبی جاسازی می شود، از یک سو به فعالیت عصبی گوش دهد و سپس می تواند آن را به عنوان یک رادیوی کوچک به جهان خارج منتقل کند." این سیستم که به عنوان رابط مغز و رایانه شناخته می شود.

نورمیکو در کنار سایر محققان دانشگاه براون، و همچنین همکاران دانشگاه بیلور، دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو و کوالکام، چهار سال پیش با تأمین بودجه اولیه آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی، کار بر روی سلول های عصبی را آغاز کرد. تا کنون، محققان فقط عصاره های عصبی را روی جوندگان آزمایش کرده اند، اما امیدوارند نمونه اولیه آنها زمینه مطالعات انسانی را فراهم کند. علاوه بر ثبت فعالیت مغزی، عصب های عصبی همچنین می توانند سلول های عصبی با پالس های الکتریکی کوچک را تحریک کرده و آنها را به راهی جالب برای درمان اختلالات مغزی مانند صرع و پارکینسون و یا بازگرداندن عملکرد مغزی از دست رفته در اثر آسیب تبدیل کنند.

عصاره عصبی

توانایی ضبط نورون های بیشتر می تواند کنترل حرکتی بسیار دقیق تری را ایجاد کرده و آنچه را که در حال حاضر با دستگاه های کنترل مغز امکان پذیر است، گسترش دهد. محققان همچنین می توانند از آنها در حیوانات برای یادگیری نحوه ارتباط مناطق مختلف مغز با یکدیگر استفاده کنند.

سنسورهای کوچکتر همچنین می توانند به معنی آسیب کمتر به مغز باشند، او ادامه می دهد. آرایه های فعلی، حتی اگر کوچک باشند، می توانند باعث التهاب و زخم در اطراف محل کاشت شوند. سولزباخر، که در مطالعه براون شرکت نداشت، می گوید: "به طور معمول، هرچه چیزی را کوچکتر کنید، احتمال اینکه توسط سیستم ایمنی بدن به عنوان یک جسم خارجی تشخیص داده شود، کمتر است." هنگامی که بدن یک جسم خارجی را مانند شکاف تشخیص می دهد، سعی می کند یا آن را حل کرده و از بین ببرد، یا آن را با بافت اسکار محاصره کند.

حتی ایمپلنت های ریز می توانند پاسخ ایمنی را تحریک کنند، بنابراین عصاره های عصبی نیز باید از مواد زیست سازگار ساخته شوند. تلاش برای ایجاد ایمپلنت های مغزی، تلاش برای کاهش آسیب هنگام ساخت ایمپلنت طولانی مدت، برای جلوگیری از خطر جراحی های جایگزین است. آرایه های کنونی حدود شش سال عمر می کنند، اما بسیاری به دلیل بافت اسکار زودتر از کار می افتند.

اگر عصاره های عصبی پاسخ دهند، هنوز این سوال وجود دارد که چگونه آنها را وارد مغز کنیم.

در انسان آرایه های کاشته شده فعلی نیاز به سوراخ در سر بیمار دارند، اما تیم براون می خواهند از جراحی تهاجمی مغز به طور کامل اجتناب کنند. برای انجام این کار، آنها در حال توسعه تکنیکی برای وارد کردن آرایه های عصبی شامل سوزن های نازک هستند که با دستگاه خاصی در جمجمه پیچیده می شوند.

ایمنی و طول عمر ریزتراشه ها باید در جوندگان بیدار و در حال حرکت آزاد مورد آزمایش قرار گیرد، که تیم براون قصد دارد در آینده این کار را انجام دهد. سپس، آنها به آزمایش بر روی میمون ها ادامه می دهند.

با جمع آوری این همه اطلاعات عصبی توسط همه این تراشه ها، رمزگشایی معنای همه این سیگنال ها یک چالش خواهد بود. تیم براون می خواهد بتواند از هزاران و در نهایت، صدها هزار نورون ثبت کند. همه این سیگنال های مغزی باید رمزگشایی و تبدیل به دستوراتی شوند تا به دستگاه های خارجی منتقل شوند تا اقدامات مورد نظر کاربر را انجام دهند. این امر نیاز به تجزیه و تحلیل بسیار پیچیده تری از اطلاعات عصبی نسبت به سیستم های ساده امروزی دارد.

در همین حال، تیم نورمیکو می خواهد ببیند آیا آنها می توانند عصاره های عصبی را حتی کوچکتر کنند، به طوری که قرار دادن صدها عدد از آنها در مغز باعث حداقل آسیب شود. نورمیکو می گوید که این یک مشکل میکروالکترونیک است.



clickMe برای سفارش تبلیغات کلیک کنید...