بزادوغ تكتب: الذكاء العصبي الإصطناعي - انسانيات رقمية

بقلم د. رولا بزادوغ *

قامت مجموعة من الباحثين والمتعاونين في KAIST بتصميم غرسة دماغية دقيقة يمكن إعادة شحنها لاسلكيًا من خارج الجسم للتحكم في دوائر الدماغ لفترات طويلة من الوقت دون استبدال البطارية.

الجهاز مصنوع من بوليمرات فائقة النعومة ومتوافقة مع المواد الحيوية للمساعدة في توفير توافق طويل الأمد مع الأنسجة.

مزودة بمصابيح LED بحجم ميكرومتر (تعادل حجم حبة ملح) مثبتة على مجسات فائقة النحافة (سمك شعرة الإنسان) ، يمكنها التحكم لاسلكيًا بالخلايا العصبية المستهدفة في الدماغ العميق باستخدام الضوء.

بالنسبة للنسخة الجديدة التي تمت تعديلها ، توصل فريق البحث إلى نظام إلكتروني ضوئي رقيق قابل للزرع بالكامل يمكن التحكم فيه عن بُعد والتحكم فيه بشكل انتقائي بواسطة هاتف ذكي.

نُشر هذا البحث في 22 يناير 2021 في مجلة Nature Communications.

تعالج تقنية الشحن اللاسلكي الجديدة قيود عمليات زرع الدماغ الحالية.

أصبحت تقنيات الأجهزة اللاسلكية القابلة للزرع مؤخرًا شائعة كبدائل للزرعات المربوطة التقليدية ، لأنها تساعد في تقليل الإجهاد والالتهاب في الحيوانات التي تتحرك بحرية أثناء دراسات الدماغ ، مما يؤدي بدوره إلى تعزيز عمر الأجهزة.

ومع ذلك ، تتطلب مثل هذه الأجهزة إما عمليات جراحية متقطعة لاستبدال البطاريات الفارغة ، أو إعدادات طاقة لاسلكية خاصة وضخمة ، مما يحد من الخيارات التجريبية بالإضافة إلى قابلية التجارب على الحيوانات.

هذا الجهاز القوي يلغي الحاجة إلى عمليات جراحية مؤلمة إضافية لاستبدال البطارية المستنفذة في الزرع ، مما يسمح بتعديل عصبي مزمن سلس.

أعتقد أنه يمكن تطبيق نفس التقنية الأساسية على أنواع مختلفة من عمليات الزرع ، بما في ذلك محفزات الدماغ العميقة ، وأجهزة تنظيم ضربات القلب والمعدة ، لتقليل العبء على المرضى لاستخدامها على المدى الطويل داخل الجسم."

لتمكين الشحن اللاسلكي للبطارية والتحكم فيها ، طور الباحثون دائرة صغيرة تدمج حصاد الطاقة اللاسلكية مع هوائي ملفي وشريحة Bluetooth منخفضة الطاقة.

يمكن للحقل المغناطيسي المتناوب أن يخترق الأنسجة بشكل غير ضار ، ويولد الكهرباء داخل الجهاز لشحن البطارية.

بعد ذلك ، توفر غرسة Bluetooth التي تعمل بالبطارية أنماطًا قابلة للبرمجة من الضوء لخلايا الدماغ باستخدام تطبيق هاتف ذكي "سهل الاستخدام" للتحكم في الدماغ في الوقت الفعلي.

قال المؤلف الرئيسي تشونج يون كيم ، الباحث في KAIST: "يمكن تشغيل هذا الجهاز في أي مكان وفي أي وقت لمعالجة الدوائر العصبية ، مما يجعله أداة متعددة الاستخدامات للغاية لفحص وظائف الدماغ".

اختبر علماء الأعصاب بنجاح هذه الغرسات في الفئران وأظهروا قدرتها على قمع السلوك الناجم عن الكوكايين بعد حقن الفئران بالكوكايين.

تم تحقيق ذلك من خلال التحفيز الدقيق للضوء للخلايا العصبية المستهدفة ذات الصلة في أدمغتهم باستخدام مصابيح LED التي يتحكم فيها الهاتف الذكي.

علاوة على ذلك ، يمكن إعادة شحن البطارية الموجودة في الغرسات بشكل متكرر بينما كانت الفئران تتصرف بحرية ، وبالتالي تقليل أي مقاطعة جسدية للتجارب.

قال المؤلف الرئيسي المشارك مين جيونج كو ، الباحث في كلية الطب بجامعة يونسي: "إعادة شحن البطارية اللاسلكية تجعل الإجراءات التجريبية أقل تعقيدًا بكثير".

قال جيونج : "حقيقة أنه يمكننا التحكم في سلوك معين للحيوانات ، من خلال توفير التحفيز الضوئي للدماغ بمجرد التحكم البسيط بتطبيق الهاتف الذكي ، ومشاهدة الحيوانات التي تتحرك بحرية في مكان قريب ، أمر مثير للاهتمام للغاية ويحفز الكثير من الخيال كيم ، أستاذ علم وظائف الأعضاء في كلية الطب بجامعة يونسي.

"هذه التكنولوجيا سوف تسهل طرق مختلفة لأبحاث الدماغ."

يعتقد الباحثون أن تقنية زرع الدماغ هذه قد تؤدي إلى فرص جديدة لأبحاث الدماغ والتدخل العلاجي لعلاج أمراض الدماغ والأعضاء الأخرى.

تم دعم هذا العمل من خلال المنح المقدمة من المؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا وبرنامج KAIST Global Singularity Research Program.

أيننا من هذه الأبحاث كعرب ؟! الم يحن الوقت لنعطي خيالنا كرسي القيادة من جديد ؟! ولا نستهتر بأحلام وخيال بعضنا البعض بل نساعد لنسعد.

لا ينقصنا أي شيء برأيي المتواضع أدمغة وعقول الرأس المال البشري لامعة بذكاء متقد، مختبرات وأدوات وكل مايلزم بالإمكان توفيره فليس هنالك مستحيل ولكن يجب عقد النية واخذ الخطوة الأولى.

*مختصة في الهندسة البشرية والإنسانيات الرقمية