چگونه پیوندهای جدید به پیوند مغز به رایانه کمک می کنند

کارایی whiteMocca / Shutterstock, CC BY-SA

سایبورگ ها دیگر داستان های علمی تخیلی نیستند. زمینه رابط های دستگاه-مغز (BMI) - که از الکترودهایی استفاده می کنند که غالباً در مغز کاشته می شوند ، برای انتقال اطلاعات عصبی به دستوراتی که قادر به کنترل سیستم های خارجی مانند رایانه یا بازوی روباتیک هستند - در واقع مدتی است که وجود دارد. شرکت کارآفرین الون مسک ، Neuralink ، هدف خود را برعهده دارد سیستم های BMI خود را آزمایش کنید در پایان یک 2020 بر روی یک بیمار انسانی.

در طولانی مدت ، دستگاه های BMI ممکن است به نظارت و درمان علائم اختلالات عصبی و کنترل اندامهای مصنوعی کمک کنند. اما آنها همچنین می توانند یک طرح برای طراحی هوش مصنوعی و حتی امکان ارتباط مستقیم مغز به مغز فراهم کنند. با این حال ، در حال حاضر ، چالش اصلی ایجاد BMI است که از آسیب رساندن به بافت و سلولهای مغزی در هنگام کاشت و عمل جلوگیری می کند.

BMI بیش از یک دهه است که به افرادی که توانایی خود را از دست داده اند کمک می کند برای کنترل اندام آنها، مثلا. با این حال ، ایمپلنت های معمولی - که اغلب از سیلیکون ساخته می شوند - دستورات قدرتی سخت تر از بافت واقعی مغز هستند که منجر به ضبط و خسارت ناپایدار به بافت مغز اطراف

آنها همچنین می توانند منجر به آن شوند پاسخ ایمنی که در آن مغز کاشت را رد می کند. دلیل این امر این است که مغز انسان ما مانند یک قلعه محافظت شده است ، و سیستم عصبی-ایمنی مانند سربازان در این قلعه بسته - از سلولهای عصبی (سلولهای مغزی) در مقابل متجاوزان ، مانند پاتوژنها یا BMI محافظت می کند.

دستگاههای قابل انعطاف

برای جلوگیری از آسیب و پاسخ ایمنی ، محققان به طور فزاینده ای روی توسعه به اصطلاح "BMI انعطاف پذیر" تمرکز می کنند. اینها بسیار نرمتر از ایمپلنت های سیلیکون و مشابه بافت واقعی مغز هستند.

چگونه پیوندهای جدید به پیوند مغز به رایانه کمک می کنند ویفر دهها هزار الکترود انعطاف پذیر ، هر کدام بسیار کوچکتر از مو. استیو جروتسون / فلیکر, CC BY-SA

به عنوان مثال ، Neuralink اولین طراحی خود را انجام داد "موضوعات" و درج انعطاف پذیر - پروب های ریز مانند ، که بسیار انعطاف پذیرتر از کاشت های قبلی هستند - برای اتصال مغز انسان به طور مستقیم به رایانه. اینها به منظور به حداقل رساندن شانس پاسخ ایمنی مغز در رد الكترودها پس از قرار دادن در طول عمل جراحی مغز طراحی شده اند.


 آخرین مطالب را از InnerSelf دریافت کنید

نام و نام خانوادگی:ایمیل


در همین حال ، محققان از گروه لیبر در دانشگاه هاروارد اخیراً یک کاوشگر مینی مش طراحی شده است که بسیار شبیه نورونهای واقعی است که مغز قادر به شناسایی دفع کننده ها نیست. اینها الکترونیک الهام گرفته از زیست متشکل از الکترودهای پلاتینیوم و سیمهای طلای بسیار نازک است که توسط یک پلیمر با اندازه و انعطاف پذیری مشابه بدن سلولهای عصبی و الیاف عصبی عصبی محصور می شوند.

تحقیقات در مورد جوندگان نشان داده است که چنین پروب های مانند نورون هنگام وارد شدن به مغز ، پاسخ ایمنی ایجاد نکنید. آنها قادر به نظارت بر عملکرد و مهاجرت نورون ها هستند.

انتقال به سلول

امروزه بیشتر BMI ها سیگنال های الکتریکی مغزی را انتخاب می کنند که در خارج از سلولهای عصبی نشت می کنند. اگر ما به سیگنال عصبی مانند صدای ایجاد شده در داخل اتاق فکر کنیم ، بنابراین روش ضبط فعلی گوش دادن به صدای خارج از اتاق است. متأسفانه ، شدت سیگنال با اثر فیلترینگ دیواره - غشاهای نورون بسیار کاهش می یابد.

برای دستیابی به دقیق ترین قرائت های کاربردی به منظور ایجاد کنترل بیشتر بر روی اندام های مصنوعی ، دستگاه های ضبط الکترونیکی نیاز به دسترسی مستقیم به فضای داخلی نورون ها دارند. متداول ترین روش مرسوم برای این ضبط درون سلولی ، "الکترود گیره پچ" است: یک لوله شیشه ای توخالی که با یک محلول الکترولیتی و یک الکترود ضبط شده با غشاء یک سلول جدا شده در تماس است. اما نوک پهن به میکرومتر باعث صدمه برگشت ناپذیر به سلول ها می شود. علاوه بر این ، فقط می تواند چند سلول را همزمان ضبط کند.

برای پرداختن به این موضوعات ، اخیراً مواردی را ایجاد کردیم آرایه ترانزیستور نانوسیم 3D مانند مو ، مو و از آن برای خواندن فعالیتهای الکتریکی درون سلول از سلولهای عصبی متعدد استفاده کرده است. مهمتر اینکه ، ما قادر به انجام این کار بدون هیچ گونه آسیب سلولی قابل شناسایی بودیم. نانوسیمهای ما بسیار نازک و انعطاف پذیر هستند و به راحتی به شکل مویی خم می شوند - ترانزیستورها فقط در مورد نانومترهای 15x15x50 هستند. اگر یک نورون اندازه یک اتاق باشد ، این ترانزیستورها به اندازه یک قفل درب خواهند بود.

پوشیده از ماده ای که حس غشای سلولی را تقلید می کند ، این پروب های فوق العاده کوچک ، انعطاف پذیر ، نانوسیم می توانند با حداقل تلاش از غشای سلولی عبور کنند. و آنها می توانند پچ پتان داخل سلولی را با همان میزان دقت بزرگترین رقیب خود ثبت کنند: الکترودهای گیره پچ.

واضح است که این پیشرفت گامهای مهمی در جهت BMI های دقیق و ایمن است که در صورت دستیابی به کارهای پیچیده ای مانند ارتباط مغز به مغز ضروری خواهد بود.

ممکن است کمی ترسناک به نظر برسد اما در نهایت ، اگر متخصصان پزشکی ما همچنان به درک بهتر بدن خود ادامه دهند و به ما در معالجه بیماری ها کمک کنند و زندگی طولانی تری داشته باشیم ، مهم است که ما همچنان به مرزهای علم مدرن فشار بیاوریم تا به بهترین شکل ممکن به آنها دست یابیم. ابزارهایی برای انجام کارهایشان برای این امکان پذیر است ، یک تقاطع با حداقل تهاجم بین انسان و ماشین اجتناب ناپذیر باشد.گفتگو

درباره نویسنده

یونونگ ژائو ، مدرس ذخیره انرژی و بیوالکتریک ، دانشگاه سورری

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

مقالات بیشتر با این نویسنده

شما همچنین دوست خواهید

زبانهای در دسترس

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

 دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

روزمره

الهام روزانه: 7 مارس 2021
الهام روزانه: 7 مارس 2021
فرهنگ ما پیر شدن را به کمد تبدیل کرده است. این چیزی نیست که بتوان درباره آن بحث کرد ، یا حتی انجام داد ...
لباس شهروند جهان
الهام روزانه: 6 مارس 2021
گفته می شود وقتی کسی از سقراط پرسید اهل کدام کشور است ، پاسخ او "از طرف ...
الهام روزانه: 5 مارس 2021
الهام روزانه: 5 مارس 2021
نیازی به فرار نیست ، یا برای پاسخ به دیگران فرار می کنید. چشمانت را ببند و با خودت صحبت کن ...

غریبه های INNERSELF

ما واقعیت خود را با نحوه مشاهده و تفسیر چیزها ایجاد می کنیم
ما واقعیت خود را با نحوه مشاهده و تفسیر چیزها ایجاد می کنیم
by پیر پرادروند
نحوه دیدن مسیر زندگی ام انتخابی است که دقیقه به دقیقه ، ساعت به ساعت ، روز به روز انجام می دهم ... و این
چگونه به دنبال سلامتی، تناسب اندام و صلح ذهن باشیم
چگونه به دنبال سلامتی، تناسب اندام و صلح ذهن باشیم
by جیمز اندریدی
برای اکثر مردم ، پیاده روی فعالیتی است که نیازی به فکر و قصد ندارد - به ندرت حتی…
دختر جوان نشسته است و توسط بسیاری از کتابها از رنگهای مختلف احاطه شده است
نحوه تشخیص اختلال بیش فعالی با کمبود توجه (ADHD)
by تام هارتمن
ADHD یک تشخیص همه یا هیچ نیست. به نظر می رسد یک منحنی از رفتارها و شخصیت وجود دارد ...
چگونه می توان باورهای اصلی منفی و منتقد داخلی خود را شناخت
چگونه می توان باورهای اصلی منفی و منتقد داخلی خود را شناخت
by بریجیت دنگل گاسپارد
ممکن است فکر نکنید که یک باور اصلی منفی دارید ، اما اگر به طرز مرموزی گیر کرده اید ، یک یا دو ...
حروف دستمالی که هجی می شوند: متنفر نیست
واکسیناسیون یا عدم واکسیناسیون؟ این سوال اینجا نیست ...
by جویس ویسسل
این مقاله ای درباره مزایای واکسیناسیون نیست. و همچنین مقاله ای در مورد نیست ...
شکل قلب پر از رنگ های مختلف
مسابقه: خطر بیماری قلبی شما چیست؟ و در مورد آن چه باید کرد
by مریون استوارت
اگر به بیش از سه سوال پاسخ مثبت داده اید ، من بسیار توصیه می کنم که
دو توپ زیر یک قوس روی هم تعادل دارند
دستیابی به تعادل بین مغز چپ و راست با تغذیه چاکرای خورشیدی
by گلن پارک
آرزو و موفقیت ، قدرت و موفقیت ، و شهرت و ثروت بسیار عالی ارائه می شود ...
عکس شفق و ماه توسط مارکوس واریک در 22 فوریه 2021 ، ترومسوی نروژ
فال هفته جاری: 1 - 7 مارس 2021
by پم جواناهان
این مجله هفتگی طالع بینی بر اساس تأثیرات سیاره ای طراحی شده است ، و دیدگاه ها و ...

بیشترین مطلب خوانده شده

شبح سر یک زن و در حال از بین رفتن است
رها کردن همه دردهای درک شده ، جهل و ترس
by الکسیس I. جوردن
با تشکر از شما ، خیر بی نهایت ، برای موهبت های بخشنده خود ، از جمله صلح ، عشق ، آزادی و شادی ،
تصویری از آتش بازی های رنگارنگ در آسمان
مدیتیشن سرطان و داروهای سرطانی: ترکیبی قدرتمند
by جویس وایتلی هاوکس
هر سلول ساعت بیولوژیکی خاص خود را دارد که میزان ترمیم ، تکثیر ، و ... فرد را کنترل می کند.
احساسات و نشانه ماه شما
چگونه با عواطف خود مطابق با نشانه ماه خود کنار بیاییم
by دانا کانینگهام
ماه ، در نمودار طالع بینی ، می تواند به ما کمک کند تا درک کنیم که چگونه با احساسات خود کنار می آییم. این امر نشان می دهد…
شکل قلب پر از رنگ های مختلف
مسابقه: خطر بیماری قلبی شما چیست؟ و در مورد آن چه باید کرد
by مریون استوارت
اگر به بیش از سه سوال پاسخ مثبت داده اید ، من بسیار توصیه می کنم که
چرا هنرآفرینی با فرزندان مهم است
چرا هنرآفرینی با فرزندان مهم است
by ویکی آرمسترانگ
ممکن است بسیاری از ما به دنبال فعالیت های هنری برای مشغول نگه داشتن کودکان در خانه باشیم. اگر شما هستید ، من می خواهم ...
دکمه های کمکهای اولیه: جریان انرژی بدن را تنظیم کرده و سلامت شما را بهبود می بخشد
دکمه های کمکهای اولیه: جریان انرژی بدن را تنظیم کرده و سلامت شما را بهبود می بخشد
by بری سلطانف، MD.
ما با "دکمه" های خاص از پیش نصب شده به این دنیا آمدیم. این "دکمه ها" نقاط خاصی در ...
دو توپ زیر یک قوس روی هم تعادل دارند
دستیابی به تعادل بین مغز چپ و راست با تغذیه چاکرای خورشیدی
by گلن پارک
آرزو و موفقیت ، قدرت و موفقیت ، و شهرت و ثروت بسیار عالی ارائه می شود ...
زنانی که از دریچه ای در یک دیوار تاریک نگاه می کنند
طلوع آفتاب صلح را با عشق و موسیقی تغذیه کنید
by کریستوفر گروسو
بله ، برادر خود را دوست داشته باشید. بله ، با طبیعت هماهنگ زندگی کنید. اما اول و مهمترین ، راه را برای ...

نگرش جدید - امکانات جدید

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com
کپی رایت © 1985 - 2021 InnerSelf انتشارات. همه حقوق محفوظ است.