کنترل تلویزیون را به دست گرفته و شبکه ها را جابه جا می کنید. ایمپلنت های مغزی به کمک اینترنت اشیا، کنترل مغزی را به واثعیت بدل کرده اند. محققان شبکه‌های بی‌سیمی را توسعه می‌دهند که اجازه می‌دهد مدارهای مغز از راه دور از طریق اینترنت کنترل شوند.
سیستم جدیدی که ایمپلنت‌های عصبی را با اینترنت اشیا ترکیب می‌کند، می‌تواند. از راه دور مدارهای مغزی حیوانات متعددی را در سراسر جهان به طور همزمان و مستقل از طریق وب کنترل کند.
منبع: KAIST
یک مطالعه
یک مطالعه جدید نشان می دهد که محققان می توانند. از راه دور مدارهای مغزی حیوانات متعددی را به طور همزمان و مستقل از طریق اینترنت کنترل کنند. دانشمندان بر این باورند که این فناوری جدید توسعه یافته می تواند. تحقیقات مغز و مطالعات مختلف علوم اعصاب را برای کشف عملکردهای اساسی مغز و همچنین زیربنای اختلالات عصبی و روانی مختلف سرعت بخشد.
یک تیم چند رشته‌ای از محققان در KAIST، دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، و دانشگاه کلرادو، بولدر، یک اکوسیستم بی‌سیم با دستگاه‌های کاشتنی بی‌سیم و زیرساخت اینترنت اشیا (IoT) ایجاد کردند. تا آزمایش‌های علوم اعصاب با کارایی بالا را در اینترنت این فناوری نوآورانه می تواند دانشمندان را قادر سازد. تا مغز حیوانات را از هر نقطه از جهان دستکاری کنند.
این مطالعه در ژورنال Nature Biomedical Engineering در 25 نوامبر منتشر شد.
این فناوری جدید بسیار متنوع و سازگار است. پروفسور Jae-Woong Jeong از دانشکده مهندسی برق در KAIST و یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه گفت: این دستگاه می‌تواند بسیاری از ایمپلنت‌های عصبی و ابزار آزمایشگاهی را در زمان واقعی یا به‌صورت برنامه‌ریزی‌شده بدون تعامل مستقیم انسانی از راه دور کنترل کند. این دستگاه‌ها و تجهیزات عصبی بی‌سیم که با فناوری اینترنت اشیا ادغام شده‌اند، پتانسیل زیادی برای علم و پزشکی دارند.»
اکوسیستم بی سیم فقط به یک مینی کامپیوتر نیاز دارد که با قیمت کمتر از 45 دلار قابل خریداری است، که به اینترنت متصل می شود. و با کاوشگرهای بی سیم چند منظوره مغز یا سایر انواع تجهیزات آزمایشگاهی معمولی با استفاده از ماژول های کنترل اینترنت اشیا ارتباط برقرار می کند.
فناوری چگونه کار می کند؟
با ادغام بهینه تطبیق پذیری و ساخت ماژولار هر دو سخت افزار و نرم افزار منحصر به فرد اینترنت اشیا در یک اکوسیستم واحد، این فناوری بی سیم کاربردهای جدیدی را ارائه می دهد که قبلاً با یک فناوری مستقل نشان داده نشده است. این شامل سخت‌افزار حداقلی، دسترسی از راه دور جهانی، آزمایش‌های انتخابی و برنامه‌ریزی‌شده، اتوماسیون قابل تنظیم، و مقیاس‌پذیری با توان بالا است، اما محدود به آن نمی‌شود.
تا زمانی که محققان به اینترنت دسترسی داشته باشند، می‌توانند نتایج آزمایش‌های بزرگ را در هر زمان و از هر نقطه‌ای در جهان راه‌اندازی، سفارشی‌سازی، متوقف کردن، تأیید اعتبار و ذخیره کنند. آنها می‌توانند از راه دور آزمایش‌های علوم اعصاب در مقیاس بزرگ را روی حیواناتی که در کشورهای مختلف مستقر شده‌اند، انجام دهند. دکتر قاضی افزود: “هزینه پایین این سیستم امکان استفاده آسان از آن را فراهم می کند و می تواند به نوآوری در بسیاری از آزمایشگاه ها دامن بزند.”
یکی از مزایای قابل توجه این فناوری عصبی اینترنت اشیا، توانایی آن برای استقرار انبوه در سراسر جهان به دلیل سخت افزار حداقلی، هزینه راه اندازی کم، سهولت استفاده و تطبیق پذیری قابل تنظیم است. دانشمندان در سراسر جهان می‌توانند. به سرعت این فناوری را در آزمایشگاه‌های موجود خود با حداقل نگرانی‌های بودجه برای دستیابی. به دسترسی از راه دور جهانی، اتوماسیون آزمایشی مقیاس‌پذیر یا هر دو پیاده‌سازی کنند. بنابراین به طور بالقوه زمان مورد نیاز برای حل چالش‌های مختلف علوم اعصاب مانند چالش‌های مرتبط با شرایط عصبی غیرقابل حل را کاهش می‌دهند.
محدودیتی وجود دارد؟!
یکی دیگر از نویسندگان ارشد در این مطالعه، پروفسور جردن مک کال از گروه بیهوشی و مرکز فارماکولوژی بالینی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس. گفت: که این فناوری پتانسیل تغییر نحوه انجام مطالعات علوم اعصاب پایه را دارد.
یکی از بزرگترین محدودیت ها هنگام تلاش برای درک نحوه عملکرد مغز پستانداران این است. که ما باید این عملکردها را در شرایط غیر طبیعی مطالعه کنیم. این فناوری ما را یک قدم به انجام مطالعات مهم بدون تعامل مستقیم انسانی با افراد مورد مطالعه نزدیک‌تر می‌کند.
توانایی زمان‌بندی آزمایش‌ها از راه دور به سمت خودکار کردن این نوع آزمایش‌ها حرکت می‌کند. دکتر کایل پارکر، مدرس دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس و نویسنده اصلی دیگر این مطالعه، افزود: «این اتوماسیون آزمایشی به طور بالقوه می تواند به ما کمک کند. تا با کاهش تنوع معرفی شده توسط آزمایشگران مختلف، تعداد حیوانات مورد استفاده در تحقیقات زیست پزشکی را کاهش دهیم. این امر به ویژه با توجه به ضرورت اخلاقی ما برای جستجوی طرح‌های تحقیقاتی که این کاهش را ممکن می‌سازد، مهم است.»
محققان بر این باورند که این فناوری بی سیم ممکن است. فرصت های جدیدی را برای بسیاری از کاربردها از جمله تحقیقات مغز، داروسازی و پزشکی از راه دور برای درمان بیماری های مغز و سایر اندام ها از راه دور باز کند. این فناوری اتوماسیون از راه دور می‌تواند زمانی ارزشمندتر شود. که بسیاری از آزمایشگاه‌ها باید تعطیل شوند، مثلاً در اوج همه‌گیری کووید-19.
بودجه: این کار با کمک های مالی از برنامه تحقیقاتی تکینگی جهانی KAIST، بنیاد تحقیقات ملی کره، موسسه ملی بهداشت ایالات متحده و دانشگاه های وابسته به اوک ریج حمایت شد.
ایمپلنت های عصبی چگونه کار می کنند؟
ایمپلنت های عصبی برای تحریک عمیق مغز، تحریک عصب واگ و پروتزهای کنترل شده توسط ذهن استفاده می شوند.
به نظر می رسد علمی تخیلی است. اما یک ایمپلنت عصبی می تواند سال ها بعد، افکار یک فرد را بخواند و ویرایش کند. ایمپلنت های عصبی در حال حاضر برای درمان بیماری، توانبخشی بدن پس از آسیب، بهبود حافظه، برقراری ارتباط با اندام های مصنوعی و غیره استفاده می شوند.
وزارت دفاع ایالات متحده و مؤسسه ملی بهداشت ایالات متحده (NIH) صدها میلیون دلار بودجه به این بخش اختصاص داده اند. مقالات تحقیقاتی مستقل در مورد این موضوع تقریباً هر هفته در مجلات برتر ظاهر می شوند.
در اینجا، انواع ایمپلنت‌های عصبی را توضیح می‌دهیم، نحوه عملکرد ایمپلنت‌های عصبی را توضیح می‌دهیم. و مثال‌هایی ارائه می‌کنیم که نشان می‌دهد این دستگاه‌ها چه کاری می‌توانند انجام دهند.
ایمپلنت عصبی چیست؟
ایمپلنت عصبی وسیله ای است که در داخل بدن قرار می گیرد و با نورون ها تعامل دارد.
نورون ها سلول هایی هستند که به زبان الکتریسیته با هم ارتباط برقرار می کنند. آنها تکانه های الکتریکی را در الگوهای خاصی شلیک می کنند، شبیه به کد مورس. ایمپلنت وسیله ای ساخته شده توسط انسان است. که از طریق جراحی یا تزریق در داخل بدن قرار می گیرد.
بنابراین، ایمپلنت عصبی وسیله‌ای است – معمولاً نوعی الکترود – که در بدن قرار می‌گیرد. با بافت‌هایی که حاوی نورون‌ها هستند در تماس است. و به نوعی با آن نورون‌ها تعامل دارد.
با استفاده از این دستگاه‌ها، ثبت فعالیت‌های عصبی بومی امکان‌پذیر است. و به محققان این امکان را می‌دهد .تا الگوهای ارتباط مدارهای عصبی سالم را مشاهده کنند. ایمپلنت‌های عصبی همچنین می‌توانند پالس‌های الکتریسیته را به نورون‌ها بفرستند. و الگوهای شلیک بومی را نادیده بگیرند. و نورون‌ها را مجبور کنند به روشی متفاوت با هم ارتباط برقرار کنند.
به عبارت دیگر، ایمپلنت های عصبی دانشمندان را قادر می سازند. تا به سیستم عصبی نفوذ کنند. نام آن را مدولاسیون عصبی، الکتروسئوتیکال یا بیوالکترونیک بگذارید.—مداخلات مربوط به ایمپلنت های عصبی پتانسیل تبدیل شدن به ابزارهای پزشکی فوق العاده قدرتمند را دارند.
عملکردهای سیستم عصبی را در نظر بگیرید: فکر کردن، دیدن، شنیدن، احساس کردن، حرکت کردن. و ادرار کردن را کنترل می کند. همچنین بسیاری از فرآیندهای غیرارادی مانند عملکرد اندام ها. و سیستم های التهابی، تنفسی، قلبی عروقی و ایمنی بدن را کنترل می کند.
ژن سیویلیکو، عصب شناس در NIH، که برنامه تامین مالی تحریک اعصاب محیطی آژانس SPARC را اجرا می کند. می گوید: «هر کاری که سیستم عصبی انجام می دهد می تواند. با یک مداخله فعال الکتریکی کمک یا بهبود یابد – اگر بدانیم چگونه آن را انجام دهیم.
سید مهدی ساداتی هستم. عاشق مغز! داروساز و دانشجوی دکترای تخصصی علوم اعصاب. عضو تیم مرکز سلامت مغز دانا! از علاقه هام شناسوندن کارایی های هیجان انگیز مغز به زبان ساده به آدمهاست! جست و جو می کنم در افسردگی، داروهای موثر بر مغز و سایر بیماری های حوزه ی روان و البته نوروپلاستیسیتی!