موضوعات
کیش

«مودم مغزی» برای بازیابی گفتار، بینایی و حرکت

نویسنده:
یک استارت‌آپ آمریکایی رابط پرسرعتی میان کامپیوتر و مغز طراحی کرده که ممکن است عرصه پروتز و احیای اندام بدن را متحول کند. این مودم مغزی پرسرعت می‌تواند بینایی، گفتار و حرکت را احیا کند.
1396/06/22
به گزارش ایسنا، یک شرکت استارت‌آپی به نام «پارادرامیکز» واقع در کالیفرنیا در حال توسعه یک روش جدید برای اتصال مغز به کامپیوتر، با هدف ارسال داده‌ها با سرعت بیش از یک گیگابیت در ثانیه است تا به طور موثر یک رابط کاربری باند پهن عصبی با سرعت بالا بسازد.
در کوتاه‌مدت، این شرکت بر استفاده از این مودم برای بازگرداندن قابلیت گفتار‌ افرادی که توانایی صحبت کردن را از دست داده‌اند متمرکز است‌؛ به‌عنوان مثال، بیماران مبتلا به بیماری «لو گریگ» مانند «استیفن هاوکینگ» متخصص فیزیک نجومی.
اگر آنها موفق شوند، دستگاه به یک رابط کلی و عمومی مغز و کامپیوتر با مفاهیم گسترده برای زمینه پروتز و احیای اندام تبدیل خواهد شد.
از دوربین‌های با کیفیت بالا می‌توان‌ برای بازگرداندن بینایی به نابینایان استفاده کرد. ابزار و امکانات پروتزی می‌توانند به مراتب بیشتر از حالت کنونی کاربردی باشند و احساساتی مانند لمس روباتیک را به مغز بفرستند.
«مت آنجل» مدیرعامل شرکت «پارادرامیکز» گفت: هنگامی که شما می‌توانید یک مغز را به یک کامپیوتر متصل کنید، می‌توانید مغز را به هر چیزی که با یک کامپیوتر صحبت می‌کند، متصل کنید. علم پزشکی به‌راحتی نمی‌تواند‌ چشم شما را بازیابی کند‌ اما کیفیت زندگی شما با توجه به اتصال با یک رابط مغز و کامپیوتر، می‌تواند به طور قابل توجهی ارتقا یابد.
در ماه ژوئیه، پارادرامیکز یک کمک هزینه 18 میلیون دلاری از «آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی» (DARPA)، برای ساخت یک نسخه ایمپلنت انسانی از دستگاه، کسب کرد. در حال حاضر، این شرکت امیدوار است دستگاه تا سال 2021 برای آزمایش‌های بالینی ‌‌روی انسان آماده شود.
‌‌پیشرفت‌های اخیر در حال حاضر بیماران فلج‌شده را به حرکت اندام اعصاب با استفاده از ایمپلنت‌های عصبی و حتی تجربه درجه‌ای از حس قادر کرده است. ضمن اینکه دومین هدف این شرکت که بازگرداندن بینایی به افرادی است که از یک بیماری چشمی موسوم به «زوال تدریجی گیرنده‌های نوری شبکیه»
(Retinit Pigmentosa) رنج می‌برند، نیز محقق شده است. بدین ترتیب که درجاتی از بینایی از بین رفته در افراد مبتلا به این بیماری را با استفاده از ایمپلنت‌های شبکیه، بازیابی کرده‌اند.
یک مشکل مهم و برجسته در این زمینه نحوه ارسال اطلاعات بسیار بیشتر‌ به مغز و گرفتن اطلاعات از آن، به شکل بسیار سریع‌تر است. به طور خلاصه یعنی اینکه چگونه می‌توانیم به طور چشمگیری پهنای باند را افزایش دهیم.
این تکنولوژی‌ پیشرفته، در سیستمی موسوم به «آرایه یوتا» (Utah Array) به کار گرفته شد که به‌صورت همزمان و یکجا از 128 ‌الکترود در مغز استفاده می‌کند.
«آرایه یوتا»‌ اجازه داد «ناتان کوپلند» مردی جوان که پس از یک تصادف اتومبیل در سال 2004، همه حس‌ خود را از سینه به پایین از دست داده بود، با استفاده از یک بازوی روباتیک در ماه اکتبر 2016 با رئیس جمهور آمریکا، باراک اوباما، دست دهد و حتی دستان رئیس جمهور را احساس کند. اوباما در آن زمان گفت: این باور نکردنی است. ناتان دست روباتیک خود را توسط مغزش تکان می‌دهد. اما در حالی که «آرایه یوتا» ده‌ها الکترود را در اختیار دارد، پارادرامیکز می‌خواهد تعداد کانال‌های فردی را به صدها هزار الکترود گسترش دهد.
آنجل گفت: اگر این چیزی است که شما می‌توانید با 100 کانال انجام دهید، تصور کنید که با 100 هزار یا یک میلیون الکترود چه می‌توان کرد.
به این ترتیب شرکت در حال توسعه «درایو ورودی‌ - خروجی عصبی» (NIOB) است. هدف این واحد به طور موثر، ساخت یک مودم مغزی است که قادر به خواندن و تحریک و تهییج مغز باشد.
«NIOB» دارای یک طراحی مدولار قابل ارتقاست که تراشه‌های یک‌سانتی‌متری آن روی مغز قرار می‌گیرد و حدود 50 هزار میکروسیم بسیار نازک دارد. هر میکروسیم به 3 تا 5 نورون فرد متصل است.
میکروسیم‌ها، در تعداد کمتر، از سوی محققان برای نظارت بر فعالیت مغز در طول دهه‌های اخیر استفاده شده است، اما پارادرامیکز در حال کار برای افزایش بهره‌وری و کارایی این فناوری است.
توابع «NIOB» توسط فعل و انفعال با فعالیت الکتریکی نورون‌ها عمل می‌کند؛ فعالیتی که آنجل آن را با انرژی الکتریکی ساطع شده از مارماهی‌ها در دریا مقایسه می‌کند.
هر بار که یک نورون انرژی الکتریکی خود را شلیک می‌کند، یک پالس الکتریکی را در محدوده خود آزاد می‌کند که می‌تواند توسط میکروسیم‌ها ثبت شود. این فناوری قادر خواهد بود هم ترافیک عصبی را بخواند و هم آن را کنترل و تحریک کند، به این معنی که داده‌های مغز قادر به سفر به کامپیوترها هستند و داده‌های کامپیوتری قادر خواهند بود به طور مستقیم به مغز در سطح نورون‌های فردی وارد شوند.
در واقع، پارادرامیکز تنها یکی از چندین گیرنده از مجموع 65 میلیون دلار کمک‌های مالی از آژانس تحقیقاتی پیشرفته وزارت دفاع آمریکا (DARPA) است که اخیرا برای کار روی فناوری رابط مغز و کامپیوتر پیشرفته اعطا شده است. گرچه ‌دیگر گیرندگان این کمک ‌‌موسسات بزرگ تحقیقاتی از جمله دانشگاه براون و دانشگاه کلمبیا هستند، پارادرامیکز از لحاظ اینکه تنها استارت‌آپ در این عرصه است، قابل توجه است.
پارادرامیکز برای رسیدن به عملکرد مناسب و تعریف قدرت سیگنال می‌گوید: میکروسیم‌ها باید چند میلی‌متر در مغز نفوذ کنند تا به اندازه یک‌دهم میلی‌متر درون نورون‌هایی که می‌خواهند بررسی کنند، نفوذ کنند.
این بدان معنی است که جاگذاری «NIOB» به یک جراحی پر‌ریسک و خطرناک نیاز دارد و هرگز نمی‌تواند به عنوان کلاهی که روی سر قرار می‌گیرد، عمل کند. به عبارت دیگر، تصمیم به نصب یک مودم مغزی به این زودی‌ها برای کسی یک تصمیم عادی نخواهد بود.
آنجل گفت: برای نصب این ایمپلنت باید جمجمه را باز کنید و دستگاه را روی مغز قرار دهید. جراحی مغز پر‌ریسک است و قرار دادن چیزی در مغز ساده نیست. این کار مانند زدن یک تتو(خالکوبی) نیست که در صورت درخواست فرد به‌راحتی قابل انجام باشد.



ارسال پیام اشتراک



 
 
 Security code