ایمپلنت مغزی

ایمپلنت مغزی به بیماران فلج شده اجازه حرکت دادن اندام را میدهد
سارا موری
۲۰۱۸-۰۷-۱۲

توانایی جابجایی یک جسم با استفاده از قدرت مغز به تنهایی ممکن است به نظر علمی تخیلی برسد، اما دانشمندان در حال پیشرفت در توسعه ایمپلنتهای مغزی هستند که می توانند با استفاده از کامپیوتر, صندلی چرخدار و پروتزهای رباتیک و اندام های فلج را کنترل کنند.
در یک آزمایش بالینی در سال گذشته، بیل کاچور که پس از یک حادثه دوچرخه سواری بر اثر آسیب به نخاع قادر به حرکت اندامهای بدن خود از شانه به پایین نبود, توانست بازو و دست خود را حرکت دهد.
در راستای اثبات این مفهوم، BrainGate، پروژه ای بود که دانشمندان از دانشگاه های مختلف در حال بررسی چگونگی استفاده از تکنولوژی های رابط مغز و کامپیوتر ( (BCIبرای کمک به افراد مبتلا به بیماری های عصبی، صدمات و یا اختلال اندام ها در حرکت و ارتباط دوباره هستند.
تکنولوژی BCI با دو روش کار می کند. الکترودهای کاشته شده در مغز فعالیت های فردی نورون ها را ضبط می کند. درحالیکه الگوریتم ها آنها را “رمزگشایی” می کنند تا ببینند زمانی که یک فرد حرکات مختلف در بدن را انجام می دهد، مانند خم کردن یک مشت یا بالا بردن بازو, کدام یک از این نورونها فعال هستند.
سپس یک سیستم پالس الکتریکی، که به عنوان تحریک الکتریکی کاربردی شناخته می شود، این اطلاعات را به سیگنال های فرماندهی برای اندام رباتیک یا فلج تبدیل می کند.
بلو آجیبوی مدرس دانشگاه Cast Western Reserve در اینباره میگوید: همین تکنولوژی باعث شد تا آقای کوچه ور بتواند دستش را بالا بیاورد, خودش قهوه بنوشد و غذا بخورد و بینی اش را بخاراند.
در دانشگاه پیتسبورگ، دانشمندان آزمایشگاه های مهندسی عصبی توانبخشی نه تنها به بررسی پتانسیل فناوری BCI برای کنترل سلاح های روباتیک می پردازند بلکه همچنین به بررسی اینکه چگونه حسگرهای متصل به پروتزهای کنترل شده توسط مغز ممکن است به مردم کمک کند تا چیزی که لمس میکنند را احساس کنند.
در بسیاری از موارد، حتی اگر آسیب باعث از دست دادن اندام یا از دست دادن اعصاب آن اندام شود، اعمال مغزی مختص انجام حرکات در بدن دست نخورده باقی میماند.
رابرت گونت، استاد پزشکی طب فیزیکی و توانبخشی در دانشگاه پیتزبورگ می گوید: “از آنجا که یک فرد به آسیب نخاعی یا قطع عضو دچار است به این معنا نیست که مغز ظرفیت خود را برای درک اندام و یا کنترل آنها از دست داده است. اگر از یکی از این افراد بخواهید که به حرکت دادن اندامهای خود به اشکال مختلف فکر کنند, شناسایی نورونهای محرک حرکت را در مغز امکان پذیر میکند. ” بر این اساس میتوان اعمال نورونها را به پیام های دستوری حرکتی تبدیل کرد.
علیرغم شور و هیجان در اطراف نسل بعدی پروتزهای عصبی، قبل از موفقیت در آزمایشگاه می تواند در دنیای واقعی تکرار شود. به خصوص، از آنجایی که در حال حاضر، ایمپلنت های مغزی باید به صورت فیزیکی متصل به رایانه های رمزنگاری فعالیت مغز و ارسال فرمان فرماندهی سیگنال
با این حال، اکثر داشنمندان توافق دارند که زمان زیادی تا تبدیل شدن دستگاه ها به دستگاه های بدون سی, کوچک و قابل جمل زمان زیادی نمانده است و این مسئله تنها نیازمند پیشرفتی در علم مهندسی مکانیک است. و میتوان به راحتی به این هدف دست یافت.
مشکل بزرگ تر این است که مغز حاوی میلیاردها نورون است، بنابراین چندین الکترود، برای رسیدن به طیف وسیعی از حرکات کنترل شده، کافی نیست.
با این حال، برخی فکر می کنند مغز – با اینکه یک عضو بسیار پیچیده و قادر به انجام وظایف جدید از یادگیری گرفته تا رانندگی تا بازی یک ابزار موسیقی – ممکن است قادر به سازگاری باشد.
بعضی ها نگران پتانسیل “brainhacking” (هک کردن اطلاعات مغزی) هستند. در سال گذشته در یک مقاله، محققان دانشگاه توبینگن پیشنهاد دادند که داده های BCI رمزگذاری شده و در چیزی شبیه به جعبه سیاه هواپیما ذخیره شوند. آنها همچنین گفتند که پزشکان یا بیماران باید بتوانند هرگونه تلاش برای سوء استفاده برخی افراد از این فن آوری را متوقف کنند.
با این حال، پروفسور گونت معتقد است که با گذشت زمان فناوری BCI به طور گسترده قابل استفاده است, سیستم های مفید و قابل برنامه ریزی مانند دستگاه ایجاد ضربان قلب.

منبع

ایمپلنت مغزی