بازیابی بینایی از طریق تحریک الکتریکی

در یک پروژه محققان موسسه‌ی علوم اعصاب هلند (NIN) و دانشگاهRadboud ، به همراه پنج سازمان اروپایی دیگر، احیای بینایی در افراد نابینا را با استفاده از تحریک الکتریکی مغز، هدف قرار داده‌اند. این پروژه با هماهنگی دانشگاه زوریخ و با حمایت 4 میلیون یورویی اتحادیه اروپا انجام شده است.

هدف از این پروژه ایجاد پروتزی با هزاران الکترود است که با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشینِ تطبیقی برای یک فناوری جدید واسطه‌ مغز - رایانه، هدایت می‌شوند. پیتر رولفسما، سرپرست پروژه و مدیر NIN توضیح می‌دهد: "هدف ما ایجاد یک واسط با قشر با بیش از 1000 الکترود است که سال‌ها و حتی دهه‌ها به کار خود ادامه دهد." سیستم‌های کنونی تنها مجموعه‌ی کوچکی از نورون‌ها را در مغز تحریک می‌کنند و واسطه‌ها طول عمری معادل تنها چند ماه تا یک سال دارند. چالش این مساله، هماهنگ‌سازی پیشرفت‌های مورد انتظار در چندین رشته خواهد بود.

این پیشرفت‌ها شامل رویکردهای نوآورانه‌ای برای تحریکِ قشر بینایی با شمار زیادی از الکترود‌های رابط است. برای این کار، پروب‌های نازک و انعطاف‌پذیر که آسیب بافت را به حداقل می‌رساند، و همچنین روکش‌های الکترود جدید و روش‌های طراحی و ساخت میکروچیپ جدید، مورد نیاز است. محققان همچنین جریان‌های تحریکی را به هزاران الکترود منتقل می‌کنند و فعالیت عصبی در نواحی بالاتر قشر مغزی را نظاره می‌کنند.

همچنین در مورد شبکه‌های عصبی مصنوعی که با یادگیری عمیق آموزش داده می‌شوند، پیشرفت‌هایی پیش‌بینی می‌شود، که تنها مناسب‌ترین اطلاعات تصویری را از ورودی دوربین استخراج کنند تا افراد نابینا بتوانند اشیاء و حالات صورت را تشخیص دهند و در محیط‌های ناآشنا توانایی جهت‌یابی داشته باشند. این شبکه‌ها تصویر دوربین را به الگوهای تحریکی برای نورون‌ها تبدیل می‌کنند تا فرد نابینا بتواند تفسیرشان کند. در عین حال، با روشی حلقه بسته از ردیابی چشم برای بهبود ادراک استفاده می‌شود.

هدف از کارهایی که در NIN انجام شده است توسعه و آزمایش نسل جدیدی از رابط‌های انعطاف‌پذیر است که به استفاده‌کنندگان نابینای آینده این امکان را می‌دهد تا برای سال‌ها از این فناوری بهره‌مند شوند. تیم علوم اعصاب دانشمندان پیتر رولفسما و ژینگ چن برای آزمایش دقیق الکترودهای تحریک جدید روی حیوانات با شرکای کنسرسیومی همکاری خواهند کرد.

چن می‌گوید: "نتایج ما نه تنها در مورد نوروپروتزهای بصری کاربرد دارد، بلکه این امکان را دارد که با مهیا‌سازی استفاده‌ی ایمن و دراز مدتش برای انسان، تحولی بنیادی در زمینه‌ی رابط‌های بین دستگاه‌های مغزی به همراه داشته باشد."

منبع: موسسه علوم اعصاب هلند