اندیشیدن تنها راه نجات

یک #ایمپلنت کوچک یا تراشه پیوندی به #مغز می‌تواند #سیگنال_های مغز را به #گفتار تبدیل کند.
 
در طی فرایند صحبت و گفتار، مغز ما با ارسال پیام‌های عصبی، حرکات پیچیده‌ای را در ماهیچه‌ها در دهان و گلو را طراحی می‌کند تا صدا‌سازی صورت بگیرد.

در یک پیشرفت جدید، دانشمندان توانسته‌اند مجموعه بزرگی از حسگر‌های کوچک را در فضایی به اندازه یک تمبر پستی بگنجانند تا این ترکیب پیچیده سیگنال‌های الکتریکی مغز را بتواند بخواند تا صدا‌هایی را که فرد می‌خواهد تولید کند، پیش‌بینی کنند.

«پروتز گفتار»، دریچه‌ای را به روی آینده‌ای باز می‌کند که در آن افرادی که به دلیل بیماری‌های عصبی قادر به صحبت نیستند، بتوانند از طریق فکر با هم ارتباط برقرار کنند.

واکنش اولیه شما ممکن است این باشد که این ایمپلنت می‌تواند ذهن‌خوانی کند. اما به طور دقیق‌تر، این حسگر‌ها تشخیص می‌دهند که کدام ماهیچه‌ها را می‌خواهیم در لب‌ها، زبان، فک و حنجره خود حرکت دهیم.

گرگوری کوگان، یک عصب‌شناس از دانشگاه دوک و محقق ارشد این پژوهش می‌گوید: «بیماران زیادی هستند که از اختلالات حرکتی ناتوان‌کننده مانند ALS (اسکلروز جانبی آمیوتروفیک) یا سندرم قفل شدگی رنج می‌برند که می‌تواند توانایی صحبت کردن آن‌ها را مختل کند. اما ابزار‌های فعلی موجود برای برقراری ارتباط با آنها عموماً بسیار کند و دست و پا گیر هستند.

فناوری جدید، گفتار را با نیمی از سرعت عادی صحبت کردن، رمزگشایی می‌کند. با قرار دادن الکترود‌های بیشتری را روی یک آرایه کوچک و افزایش دقت می‌تواند تاخیر را کمتر کرد و بر میزان سرعت افزود.

محققان آرایه الکترود خود را بر روی پلاستیک انعطاف‌پذیر بسیارنازک پزشکی، با الکترود‌هایی با فاصله کمتر از دو میلی‌متر از یکدیگر ساخته‌اند که می‌تواند سیگنال‌های خاص را حتی از نورون‌های بسیار نزدیک به هم تشخیص دهد.

برای آزمایش میزان کارایی این تراشه‌ها، آن‌ها به طور موقت دستگاه خود را در چهار بیمار بدون اختلال گفتار کاشته‌اند. این بیماران باید به دلایل دیگر جراحی مغز می‌شدند. سه نفر از آن‌ها به دلیل اختلالات حرکتی و یکی برای برداشتن یک تومور و آنها رضایت دادند که برای تحقیق این تراشه در مغزشان گذاشته شود.

آنها زمان کمی برای کار خود داشتند و باید ظرف 15 دقیقه تراشه‌ها را بعد از انجام عمل اصلی قرار می‌دادند.
بعد از کاشت تراشه،  فعالیتی در قشر حرکتی مسئول گفتار مغز ثبت شد و الگوهای واج‌های مختلف باید از روی سیگنال‌ها شناسایی می‌شدند.

یک مهندس زیست پزشکی دانشگاه دوک، از یک الگوریتم یادگیری ماشینی برای ارزیابی اطلاعات ارسالی استفاده کرد تا مشخص کند فعالیت مغز چقدر می‌تواند پیشبینی‌کننده گفتار باشد.

برخی صدا‌ها با دقت 84 درصد پیش‌بینی می‌شدند، اما در موقعیت‌های پیچیده‌تر، میزان دقت رمزگشایی به 40 درصد کاهش می‌یافت.
این فناوری موجود به ساعت‌ها منبع داده برای بهود رمزگشایی نیاز دارد و محققان تازه در آغاز کار هستند.

ترجمه‌ی : سحر موحد

خاستگاه : 👉




⚛ @AndisheKonim

#ایمپلنت #مغزی موسوم به " استنترود"
Stentrode


⚛ @AndisheKonim

ادامه‌ی گزارش 👇👇👇

‍ طراحی #ایمپلنت جدید
#چشم و #مغز با الهام از طبیعت


پژوهشگران نشان دادند که می توان با کمک الکترودهای دارای الگو، ایمپلنت هایی کارا و موثر برای ایجاد ارتباط میان مغز و چشم ایجاد نمود.
محققان سوئدی و آمریکایی با انجام یک پروژه مشترک نشان دادند که می توان الکترودهای دارای الگوهای فراکتال را برای ساختن چشم بیونیک الهام گرفته از طبیعت مورد استفاده قرار داد.
تیلور و همکارانش یافته های خود را در مقاله‌ای در مجله
PLOS One
منتشر کردند.
او گفت: به این دلیل هیجان‌زده‌ام که این مقاله داده‌های مربوط به کاری سه ساله است که به بررسی این موضوع می‌پردازد که وقتی این سلول‌های شبکیه با یک الکترود فراکتال تعامل دارند، چه اتفاقی می‌افتد.
ایمپلنت‌های عصبی در حال حاضر برای کمک به افراد مبتلا به بیماری‌هایی نظیر بیماری پارکینسون یا آسیب نخاعی استفاده می‌شوند. تراشه‌ای که نقطه خاصی را در مغز تحریک می‌کند می‌تواند به کاهش لرزش یا حتی بازیابی توانایی حرکت، صحبت کردن یا دیدن کمک کند.
برای ارسال موفقیت آمیز سیگنال‌ها به مغز یا چشم، یک الکترود کاشته شده باید بتواند به شبکه‌ای از نورون‌های موجود متصل شود. نورون‌ها به طور طبیعی در یک الگوی فراکتال درخت مانند رشد می کنند که منجر به شاخه های ریزتر می‌شود.
بیشتر وسایل الکترونیکی به این شکل نیستند. آنها برای استفاده در داخل ماشین‌ها طراحی شده اند، نه موجودات زنده. در عوض، تیلور فکر کرد، چرا نورون‌ها را وادار نکنیم تا با الگوی متناسب با تمایلشان به الکترود متصل شوند؟
صبا مصلحی، محقق فوق دکتری در آزمایشگاه تیلور می‌گوید: شما می‌خواهید نورون‌ها به هم متصل شوند تا تحریک شوند. این هدف نهایی در طراحی هر نوع الکترود است. هنگامی که دو شی دارای ویژگی‌های بسیار مشابه باشند، در مقایسه با اشیایی که ویژگی‌های کاملاً متفاوتی دارند، تمایل بیشتری به تعامل خواهند داشت.
تیلور، فیزیکدانی که در فراکتال ها تخصص دارد، این ایده را در سال ۲۰۱۴ به یک مسابقه تحقیقاتی علوم زیستی ارائه کرد. در کمال تعجب او، تقریباً هزاران ایده رقیب را شکست داد. و از آن زمان، با کمک محققانی از دانشگاه اورگن و پژوهشگرانی در دانشگاه لوند در سوئد، در حال بررسی پتانسیل این ایده بوده است.
در مطالعات گذشته بروی نورون‌های روی الکترود فراکتال و با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری انجام شده، مشخص شده است که الکترودهای با الگوی فراکتالی، نسبت به شکل‌های الکترود سنتی، مؤثرتر هستند. برای آزمایش تجربی این ایده، محققان از الکترودهای ساخته شده از تراشه‌های سیلیکونی صاف با شاخه‌های ساخته شده از نانولوله‌های کربنی که روی سطح تراشه طرح ریزی شده بودند، استفاده کردند.نورون‌ها ترجیح می‌دهند به نانولوله‌های طرح‌دار بچسبند، بنابراین محققان می‌توانند محل اتصال نورون‌ها به الکترود را با اصلاح نقشه نانولوله روی سطح آن کنترل کنند.
مصلحی، همراه با دانشجویان دکترا، کانر رولند و جولیان اسمیت، از امکانات مرکز مواد پیشرفته دانشگاه اورگن برای ایجاد نانولوله‌های کربنی مبتنی بر سیلیکون استفاده کردند که در یک الگوی فراکتال به شکل یک حرف تکرار شونده H چیده شده‌اند.
برای مقایسه، آن‌ها همچنین تراشه‌هایی با نانولوله‌هایی که در خطوط موازی چیده شده‌اند، ساختند، طرحی که می‌توان روی تراشه‌های الکترودی موجود در بازار مشاهده کرد.سپس، آنها با استفاده از سلول‌های کشت‌شده در پتری دیش، نحوه رشد نورون‌های شبکیه موش روی تراشه‌ها را ردیابی کردند.
این آزمایش نشان داد که نورون‌ها بیشتر به شاخه‌های فراکتال طرح‌دار متصل می‌شوند تا به شکاف‌های صاف بین شاخه‌ها. در این آزمایش گلیا، سلول‌های حمایت کننده مهم برای نورون‌ها، در شکاف‌های صاف قرار گرفته‌اند. نتایج نشان داد که طراحی فراکتال در دسته نورون‌ها و گلیا موثرترین طرح بود.



⚛ @AndisheKonim

💠 برای نخستین‌بار در جهان؛ کنترل همزمان اندام‌های پروتزی با #ایمپلنت #مغزی

برای نخستین بار در جهان، محققان با یک ایمپلنت مغزی به یک مرد دچار فلج چهار اندام امکان دادند تا با ذهن خود دو دست مصنوعی را کنترل کند.
به گزارش اینترستینگ‌اینجیرینگ، برای نخستین بار در جهان، محققان با یک ایمپلنت مغزی به یک مرد دچار فلج چهار اندام امکان دادند تا با ذهن خود دو دست مصنوعی را کنترل کند.
در نتیجه فناوری ساخته شده توسط دانشمندان دانشگاه «جانز هاپکینز» و برای نخستین بار در دنیا، یک فرد مبتلا به «فلج چهار اندام» قادر به کنترل همزمان یک جفت بازوی مصنوعی شد.
در بیانیه مطبوعاتی جان هاپکینز توضیح داده شده که نتیجه این جراحی این است که «چمیلوسکی» احساس بهبودی در دستان خود پیدا کرده و می‌تواند بازوهای مصنوعی خود را به صورت ذهنی حرکت دهد.


⚛ @AndisheKonim