نهج جديد قد يؤدي إلى أجهزة إلكترونية خاضعة للسيطرة على الأفكار

تتمكن الغرسات العصبية الحالية من تسجيل كميات هائلة من النشاط العصبي، والتي يتم نقلها بعد ذلك عبر الأسلاك إلى الكمبيوتر. وقد حاول الباحثون تطوير واجهات عقل-كمبيوتر لاسلكية لاستكمال هذه الإجراء، ولكن ذلك يتطلب كمية كبيرة من الطاقة. بسبب هذه الكمية الكبيرة من الطاقة، يتم توليد حرارة كبيرة، مما يجعل الغرسات غير آمنة للمرضى.

الآن، دراسة جديدة ناشئة من جامعة ستانفورد تهدف إلى حل هذه القضية. وقد عمل باحثو الجامعة بشكل مستمر على تكنولوجيا قد تؤدي إلى استعادة مرضى الشلل السيطرة على أطرافهم. على وجه التحديد، كانوا يهدفون إلى تكنولوجيا ستسمح لهؤلاء المرضى بالسيطرة على الأجهزة الإلكترونية والتفاعل مع الكمبيوتر باستخدام أفكارهم.

واجهة عقل-كمبيوتر

为了 تحقيق ذلك، ركز الفريق على تحسين واجهة عقل-كمبيوتر، وهي جهاز يتم غرسه على سطح دماغ المريض، مباشرة تحت الجمجمة. يصل الغرس بين الجهاز العصبي البشري والجهاز الإلكتروني، مما قد يساعد على استعادة السيطرة الحركية على فرد مصاب بإصابة في الحبل الشوكي أو حالة عصبية.

تسجل الأجهزة الحالية كميات كبيرة من النشاط العصبي وتنقلها عبر الأسلاك إلى الكمبيوتر، وعندما يحاول الباحثون إنشاء واجهات عقل-كمبيوتر لاسلكية، يتم توليد حرارة كبيرة.

أثبت فريق من المهندسين الكهربائيين والعلماء العصبيين، بمن فيهم Krishna Shenoy وBoris Murmann وJaimie Henderson، طريقة ممکنة لتحقيق جهاز لاسلكي قادر على جمع وإرسال إشارات عصبية دقيقة، مع استخدام جزء من عشرة من الطاقة المطلوبة من الأنظمة الحالية.

سيبدو الجهاز اللاسلكي أكثر طبيعية من الأجهزة ذات الأسلاك، وستكون لدى المرضى مدى حركة أكبر.

تم توضيح النهج من قبل الطالب الدراسي nir Even-Chen والباحث الدكتور Dante Muratore في ورقة نُشرت في Nature Biomedical Engineering.

عزل الإشارات العصبية

تمكن العلماء العصبيون من تحديد إشارات عصبية محددة مطلوبة للسيطرة على جهاز بروستيتيكي. يمكن أن يكون الجهاز أي شيء من ذراع روبوتية إلى مؤشر كمبيوتر.

ثم أنشأ المهندسون الكهربائيون الدوائر التي ستؤدي إلى واجهة عقل-كمبيوتر لاسلكية قادرة على معالجة ونقل الإشارات العصبية المحددة. من خلال عزل الإشارات، تم تقليل الطاقة المطلوبة، مما جعل الأجهزة آمنة للاستخدام على سطح الدماغ.

قام الفريق بتحديد نهجهم باستخدام بيانات عصبية جمعت من ثلاثة قرود غير بشرية ومشارك بشري. في التجربة السريرية، قام المشاركون بمهام حركية مثل وضع المؤشر على شاشة الكمبيوتر. ثم سجلوا القياسات، وقام الفريق بتحديد أن بإمكانهم السيطرة على حركة الفرد بواسطة واجهة لاسلكية من خلال تسجيل مجموعة من إشارات الدماغ المحددة.

العامل الرئيسي الذي يفصل بين هذا الجهاز والجهاز الموصول بالأسلاك هو العزل، حيث يقوم الجهاز الموصول بالأسلاك بجمع إشارات الدماغ بالجملة.

سيقوم فريق الباحثين الآن ببناء غرس على أساس النهج الجديد والتصميم.