تهران- ایسکانیوز: محقق ایرانی دانشگاه کورنل آمریکا برای کمک و درمان افراد مبتلا به فلج ناشی از صدمات، سکته مغزی یا بیماری، یک واسط ماشین- مغز اختراع کرده است که سیگنال های الکتریکی سلول های عصبی در مغز ثبت می کند و آنها را به فرمان حرکتی برگردان می کند. این سیگنال های عصبی که از سوی دستگاه فرستاده می شود عملکردی مشابه رباتیک دارد.

مریم شانه چی، محقق ایرانی دانشگاه کرنل و استادیار مهندسی برق و کامپیوتر، به همراه زیو ویلیامز، استاد جراحی مغزو اعصاب در دانشکده هاروارد این واسطه مغز- ماشین را وارد سطح تازه ای از عملکرد کرده اند.

مریم شانه چی در این مورد می گوید: "ما امیدواریم بتوانیم به به جای هدایت سیگنال های دستگاه، به افراد فلج برای حرکت اندام های از کار افتاده کمک کنیم، به طوری که تنها با فکر کردن به آن همچون افراد عادی سیگنال های عصبی به مغز برای حرکت فرستاده شود."

هنگامی که بیماران مبتلا به فلجی تصمیم به حرکت می گیرند و یا به آن می اندیشند، سلول های عصبی در نواحی بیرونی غشای مغزی همچنان فعال است، حتا اگر پیوند ارتباطی میان مغز و ماهیچه ها از بین رفته باشد. با قرار دادن سنسور در این نواحی مغزی، فعالیت عصبی را می توان ثبت و با استفاده از تبدیل ریاضیاتی موسوم به دکودِر به حرکت مورد نظری برگرداند که از ذهن فرد بیمار عبور می کند. این واسط به بیمار اجازه می دهد تا حرکت را به طور مستقیم با افکار خود همزمان کند.

رابطه مغز و ماشین بر مجموعه ای از الگوریتم های رمزگشده مبتنی است که سیگنال های عصبی را با پیش بینی کردن اهداف حرکات پردازش می کند. در یک آزمایش، یک حیوان به عنوان ناظر حرکت یا شخص اصلی عمل می کند، سپس تصمیم می گیرد می خواهد به کدام سمت حرکت کند و فعالیت عصبی در نسبت با آن در نظر گرفته شده و رمزگشایی می شود. این حرکت دکوده شده با استفاده از تحریک الکتریکی نخاعی به کنترل مستقیم اندام های دیگر حیوان دست می زند.

مریم شانه چی می گوید: "مشکل اما نه تنها در رمزگشایی ثبت کردن فعالیت عصبی است که به قصدمندی حرکات منجر می شود بلکه همچنین، مربوط به تحریک درست نخاع می شود تا اندام فلج را بر اساس حرکتی که رمزگشایی شده است به حرکت وادار کند."

محققان در این پروژه بر هدف آغازین و نقطه اتمام حرکت متمرکز شده اند تا بتوانند به یک حرکت شناس دقیق اندامی دست یابند.

زیو ویلیامز می گوید: "با تمرکز بر هدف و جهت حرکت ما می توانیم پیچیدگی پارامترهای تحریک نخاعی را برطرف کنیم، حل این مساله می تواند برای رسیدن به حرکت در دوبعد به ما کمک کند."

آزمایشگاه تحقیقاتی مریم شانه چی در حال توسعه واسطه های پچیده تر مغز-ماشین بر اساس طرح های اصولی الگوریتمی است تا به کمک آنها بتواند به ساخت اعضای مصنوعی بدن با توان حرکتی و قابلیت های بیشتری دست یابد.

مریم شانه چی توضیح می دهد: "گام بعدی پیشبرد توسعه الگوریتم های رابط مغز-ماشین، با استفاده از اصول تئوری کنترل و پردازش آماری سیگنال های عصبی است. چنین ساختار های رابط میان مغز و ماشین می تواند بیمار را به انجام حرکات سخت نیز نائل کند، درست مثل بازهای مکانیکی و ا آنچه که در رباتیک استفاده می شود."

این مقاله با عنوان Materials may be edited for content and length در نشریه تخصصی کورنل یونیورسیتی منتشر شده است.