نسل جدید EEG و بازیابی عملکرد مغزیِ از دست رفته

دانشمندان دانشگاه استنفورد و آزمایشگاه شتاب دهنده SLAC مشغول طراحی و توسعه دستگاهی هستند که عملکردهای مغزیِ از دست رفته را بازیابی کند. این دستگاه، ابزار تحریک الکتریکی مغزی را با داده‌های ضبط شده از الکتروانسفالوگرام EEG ترکیب می‌کند. از طریق الکترودهای سیستم نظارتی EEG پالس‌های الکتریکی به مغز فرستاده شده، و در زمان مابین ارسال این پالس‌های قوی، از همان الکترودها برای گرفتن سینگال‌های الکتریکی بسیار ضعیف از داخل مغز، استفاده می‌شود.

این فرآیند به نظر ساده می‌آید، اما انجام آن می‌تواند بسیار مشکل باشد، چرا که امواج بازتاب می‌تواند تا یک میلیون بار ضعیف‌تر از سیگنال‌های ارسال شده به مغز باشد. پیش از این سیگنال‌ها به مغز فرستاده شده و سپس امواج مغزی و پاسخ‌های رفتاری در جلسات مختلف ضبط و ثبت می‌شد. اما به وسیله‌ی این دستگاه جدید، می‌توان آن‌ها را به صورت همزمان نظارت کرد، این امر ارتباطات بسیار دقیق‌تری بین پاسخ رفتاری و فعالیت امواج مغزی برقرار می‌کند.

آنتونی نورسیا استاد روانشناسی دانشگاه استنفورد این پروژه را آغاز کرده و به شدت معتقد است که این وسیله می‌تواند راه‌های جدیدی در درمان اختلالات مغزی و همچنین فعال یا غیرفعال کردن برخی فعالیت‌های مغزی به صورت انتخابی به وجود آورد. آن‌ها مدل‌هایی در رابطه با مواردی از اختلال بینایی و اینکه چگونه فعالیت‌های الکتریکی از مرکز بینایی مغز به جمجه منتقل شده و بنابراین می‌تواند توسط الکترود‌های خارجی شناسایی شود، طراحی کرده‌اند. نورسیا می‌گوید: مدل‌های ما به ایده‌های خوبی برای چگونگی طراحی آرایه‌ای از الکترودها می‌دهد که به حجم‌های مشخصی درون سر انسان دسترسی پیدا کند. اما علاوه بر این می‌خواهیم قادر باشیم که به پاسخ مغز به صورت همزمان گوش دهیم تا بفهمیم آیا محرک القا شده تاثیر مد نظر ما را داشته یا خیر.

با همکاری فیزیکدان‌های SLAC، تیم تحقیقاتی یک مانیتور EEG استاندارد را انتخاب کرده و آن را با یکی دیگر از مانیتورها که خودشان ساخته بودند و سیگنال‌ها را به درون مغز می‌رساند و با یک باتری 9 ولت کار می‌کند، ترکیب کردند. آن‌ها ریسک را پذیرفته و دستگاه را برای اولین بار روی خودشان آزمایشان کردند! خوشبختانه این آزمون‌ها موفقیت آمیز بود.

تیم امیدوار است در آینده بتواند این دستگاه را روی یک چیپ الکترونیکی ایجاد کند. جف اولسن می‌گوید: در نسل بعدی، ما قادر خواهیم بود این دستگاه را برنامه‌دهی کنیم، که به ما اجازه می‌دهد انواع مختلفی از شکل‌های سیگنال را انتخاب کرده و سیگنال‌های الکتریکی را با محرک‌های خارجی دیگر مانند تحریک نوری، هماهنگ کنیم. این یک دستگاه هیجان انگیز است که می‌تواند به کسانی که دچار اختلالات مغزی هستند کمک کند و برخی عملکردهای ارزشمند مغزی را به آن‌ها برگرداند.

منبع: forbes.com