پژوهشگران در پی ساخت میانجی های مغزی-ماشینی برای بیماران فلج اند، تا بتوانند تنها با فعالیت مغزی، اندام های شان را به حرکت درآورند.

برای کسانی که بر اثر مصدومیت، سکته مغزی یا بیماری های دیگر دچار فلج شده اند، دانشمندان میانجی (اینترفیس) هایی اختراع کرده اند که علایم الکتریکی نورون های مغز را ضبط می کند و آنها را به حرکت تبدیل می کند. معمولا این پیامهای عصبی، دستگاهی مانند یک بازوی روباتی را به حرکت در می آورند.

اکنون مریم شانه چی، استادیار مهندسی برق و کامپیوتر و پژوهشگر دانشگاه کرنل در ایالت نیویورک با همکاری زیو ویلیامز، استادیار جراحی مغز و اعصاب در دانشکده پزشکی هاروارد، میانجی های مغز و ماشین را وارد مرحله ی تازه ای کرده اند: آنها امیدوارند که به جای آن که علایم الکتریکی مغز، یک دستگاه را به حرکت در بیاورند، بتوانند به افراد فلج کمک کنند تنها با فکر کردن، اعضای بدن خودشان را به حرکت درآورند.

هنگامی که بیمار در باره حرکت دادن یکی از اندام هایش فکر یا قصد می کند، نورون های مناطق کنترل حرکت مغز فعال می شوند، با آن که حلقه ارتباطی میان مغز و ماهیچه ها از هم گسسته است.

با کار گذاشتن حسگرهایی در این مناطق مغز، می توان فعالیت نورون ها را ضبط کرد و با استفاده از یک مبدل به نام رمزگشا (دیکودر)، آن ها را به حرکت دلخواه بیمار تبدیل کرد. این میانجی ها به بیماران امکان می دهد با فکر خود مستقیما اندام های شان را به حرکت در آورند.

در مقاله ای که به تازگی در نشریه نیچرکامیونیکیشنز منتشر شده، شانه چی و همکارانش، اندام مصنوعی یا پروتزی را توصیف کرده اند که حرکات هدفمند را به اعضای فلج شده هدایت می کند.

گروه تحقیقاتی پروتزی را ساخته و آزمایش کرده است که دو سوژه (جانور آزمایشگاهی) را به هم متصل می کند، به این ترتیب که سوژه اول را قادر می سازد فعالیت ضبط شده نورون هایش را به اعضای بدن سوژه دیگری که موقتا بیهوش شده است بفرستد و آنها را کنترل کند.

این آزمایش گامی است در جهت ساخت میانجی های مغزی-ماشینی برای بیماران فلج، تا بتوانند تنها با فعالیت مغزی، اندام های شان را به حرکت درآورند.

اساس کار میانجی مغزی-ماشینی، مجموعه ای از دستورعمل (الگوریتم) هاست که با پردازش علایم عصبی، حرکات مورد نظر آنها را پیشبینی می کنند. در آزمایش مورد بحث، یک جانور نقش کنترل کننده ی حرکت یا "ارباب" را ایفا کرد. فعالیت مغزی این جانور، به شکل حرکاتی که قصد انجامش را داشت تعبیر شد. آنگاه این حرکات رمزگشایی شده مستقیما برای کنترل اندام حیوان دوم، از طریق تحریک الکتریکی نخاع آن، به کار گرفته شد.

دکتر شانه چی به نشریه نیچرکامیونیکیشنز گفت: "مشکل نه فقط رمزگشایی از فعالیت ضبط شده نورون ها و تبدیل آنها به حرکت مورد نظر بود، بلکه باید نخاغ جانور دوم هم به درستی تحریک می شد تا اندام فلج شده را طبق همان پیام، به حرکت در می آورد."

آزمایش تازه از این جهت هم تازگی داشت که در آن از دو جانور استفاده شده بود، نه فقط یک جانور که اندامش موقتا فلج شده باشد.

از این طریق، دانشمندان تصور می کنند که مدلی واقعی از فلج اعضا دارند، چرا که مغز جانور ارباب و اندام جانور بیهوش شده، هیچ ارتباط فیزیولوژیکی با یکدیگر ندارند. آزمایشگاه دکتر شانه چی، ساختن میانجی های مغزی-ماشینی پیچیده تری را در دستور کار دارد که امکان تولید پروتزهایی با قابلیت های بالا را به وجود می آورند.

این دستگاه ها را می توان برای کنترل یک عضو مصنوعی یا طبیعی به کار گرفت.

BBC NEWS

دانشمندان آلمانی از پیشرفت در حوزه طراحی مغز مصنوعی با قابلیت مشابه مغز انسان خبر می دهند که قادر به یادگیری بدون نیاز به برنامه نویسی است.به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، محققان فیزیک دانشگاه بیلفلد به سرپرستی «اندی توماس» در حال آزمایش ممریستورها – میکروکامپوننت های الکترونیکی با قابلیت تقلید رفتار سلول های عصبی طبیعی هستند؛ با طراحی و ساخت ممریستور با توانایی یادگیری، از آنها بعنوان اجزای اصلی برای طرح مغز مصنوعی استفاده می شود.ممریستورها معادل الکترونیکی سیناپس‌های مغزی هستند که بعنوان پل ارتباطی سلول های عصبی (نورون ها) با یکدیگر محسوب می شوند؛ ممریستور درست مانند سیناپس قادر به یادگیری است و بدلیل این شباهت برای ساخت مغز مصنوعی بسیار مناسب است.«توماس» خاطرنشان می کند: اصول برگرفته از طبیعت می تواند در سیستم های تکنولوژیکی برای توسعه نوروموفیک یا رایانه های مشابه سیستم عصبی دوباره ساخته شده و مورد استفاده قرار بگیرند.

ممریستورها می توانند اطلاعات را دقیق تر از پردازنده های رایانه ای قبلی ذخیره سازی کرده و امکان ساخت پردازنده های قوی و کارآمد از لحاظ انرژی را با توانایی یادگیری فراهم کنند.