07136476172 - 09172030360 [email protected]

هنگامی که افراد دچار صدمات ناتوان کننده یا بیماری های عصبی می شوند، بعضی اوقات توانایی انجام کارهایی که به طور عادی انجام می شود، مانند پیاده روی، پخش موسیقی یا رانندگی با ماشین را از دست می دهند. آنها می توانند تصور کنند که یک کار خاص را انجام می دهند، اما آسیب دیدگی ممکن از وقوع آن فعالیت جلوگیری کند. سیستم های رابط مغز و کامپیوتری وجود دارند که می توانند سیگنال های مغز را به فعالیت مورد نظر شخص تبدیل کنند تا بتوانند برخی عملکردها را به اجرا در آورند، اما گاهی استفاده از آن ها ممکن است آزار دهنده باشد و حتی برای انجام کارهای ساده نیاز به اصلاح دارند.

محققان دانشگاه پیترزبورگ و دانشگاه کارنگی ملون در تلاشند تا درک کنند که چگونه مغز هنگام یادگیری وظایف با کمک فن آوری رابط مغز و کامپیوتر کار می کند. طی مجموعه ای از تحقیقات، این تیم در حال بررسی دقیق فناوری رابط مغز و کامپیوتری هستند تا استفاده از پروتزهای عصبی را برای بهبود زندگی بیماران قطع عضو، راحت کنند.

“تصور کنید قصد رفتن به یک فروشگاه مواد غذایی را دارید. الگوی تصور این عمل در جایی از مغز شما اتفاق می افتد، اما احتمالاً زمانی قشر حرکتی تحریک می شود که شما به فروشگاه رفته باشید. ما در حال توسعه فناوری های رابط مغز و کامپیوتری هستیم که امیدواریم روزی حتی در سطح انجام تمام وظایف روزمره ما کار کند. ”

محققان برای توسعه مسیرهای مستقیم از مغز به دستگاههای خارجی، با یکدیگر همکاری کرده اند. آنها از الکترودهایی که حتی ظریف تر از یک تار مو هستند استفاده کردند تا فعالیت عصبی را ثبت کرده و به عنوان الگوهای کنترل یک ماشین یا کامپیوتر مورد استفاده قرار دهند.

 

 

در اولین مطالعه این تیم که در ژوئن گذشته در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد، چگونگی تغییر در مغز با یادگیری مهارت های جدید توسط رابط مغز و کامپیوتر بررسی شد.

“هنگامی که افراد قصد انجام یک عمل حرکتی را دارند، الگوی فعالیت با استفاده از الکترودها ثبت می شود، و ما آنها را به عنوان حرکاتی در صفحه رایانه معرفی می کنیم.

“افراد سپس الگوهای فعالیت عصبی خود را به روشی تغییر می دهند که حرکات مورد نظر را برانگیزد.”

در مطالعه جدید، این تیم نوعی فناوری را طراحی کرده است که به موجب آن رابط مغز و کامپیوتر به طور مداوم اصلاح می شود تا اطمینان حاصل شود که سیستم همیشه در حالت کالیبراسیون و آماده استفاده است.

نویسنده اصلی این مطالعه توضیح می دهد: “ما تأثیر فعالیت عصبی بر حرکت مکان نما بر روی صفحه نمایش را تغییر می دهیم و این خود باعث یادگیری می شود.”

“اگر ما این رابطه را به طریقی مشخص تغییر دهیم، لازم است که افراد یا حیوانات مورد آزمایش ما، الگوهای جدیدی از فعالیت عصبی را تولید کنند تا یاد بگیرند که دوباره حرکت مکان نما را کنترل کنند. انجام این کار آنها هفته ها تمرین را می طلبد و ما می توانیم ببینیم که مغز همانطور که در حال آموزش است، تغییر می کند. ”

در واقع، ماشین “می آموزد” که چگونه نویز و بی ثباتی را در سیستم های رابط مغز و کامپیوتر، تنظیم کند. این یافته ها حاکی از آن است که فرایند مهارت های جدید انسان، مستلزم تولید الگوهای فعالیت عصبی جدید است. سرانجام این تیم تمایل دارد از این فناوری در محیط بالینی برای توانبخشی سكته مغزی استفاده کند.

 

 

 

چنین رویکردهایی در زمینه پروتزهای عصبی یک هدف طولانی مدت بوده است و روشی که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته به افراد این امکان را می دهد که بدون مکث و نیاز به تنظیم مجدد دستگاه، به صورت خودکار از آن ها استفاده کنند.

 

برای اطلاعات بشتر به موسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.

منبع:

Stabilization of a brain–computer interface via the alignment of low-dimensional spaces of neural activity”. by Alan D. Degenhart, William E. Bishop, Emily R. Oby, Elizabeth C. Tyler-Kabara, Steven M. Chase, Aaron P. Batista & Byron
Nature Biomedical Engineering