جهاز عصبي صناعي يهدف إلى تعزيز الذاكرة – عالم الفيزياء

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory-physics-world-2.jpg" data-caption="مهمة استرجاع الصورة أجرى فريق البحث تحفيزًا عصبيًا للمشاركين في الدراسة أثناء مهام ذاكرة التعرف البصري، ووجدوا تغييرات مهمة في مدى تذكر الأشخاص للصور. (مجاملة: كلية الطب بجامعة ويك فورست)”>

يمكن للنظام الاصطناعي الإلكتروني أن يساعد الأشخاص الذين يعانون من ضعف الذاكرة - بسبب مرض الزهايمر أو إصابات الدماغ المؤلمة أو الصرع - على تذكر معلومات محددة. التكنولوجيا الجديدة، التي يجري تطويرها من قبل الباحثين في كلية الطب بجامعة ويك فورست و جامعة جنوب كاليفورنيايعمل على الحصين، وهو جزء من الدماغ يشارك في صنع ذكريات جديدة.

تعمل واجهات الدماغ والحاسوب، مثل الأطراف الآلية، على إنشاء اتصال بين الدماغ وجهاز خارجي. يمكن للحصين (البشر لديهم في الواقع حصين، واحد في كل نصف الكرة المخية)، أن ينمو خلايا عصبية جديدة إلى حد ما. لكن العلماء لم يجدوا طريقة لإصلاح الضرر في الحصين. يستخدم الطرف الاصطناعي العصبي الذي طوره الباحثون نماذج مستمدة من النشاط الكهربائي للحصين لتحفيز الاستدعاء.

"تعتمد معظم واجهات التحكم في الدماغ على اكتشاف الدماغ لكيفية التعامل مع المدخلات من الأشياء. يقول برنت رويدر، وهو زميل باحث في جامعة ويك فورست، والذي يعمل في المشروع منذ ما يقرب من عقد من الزمان: "إننا نعمل على كيفية اكتشاف كيفية مطابقة ما يفعله الدماغ". "إننا نكتشف ما هي الطرق الممكنة لتعزيز وظيفة الذاكرة، وما هي الطرق التي تعمل بشكل أفضل مع الأشخاص وأي نوع من الظروف؟"

ذاكرة التشفير وفك التشفير

في دراسة نشرت في عام 2018 في مجلة الهندسة العصبيةقام الفريق بتحفيز الخلايا العصبية في الحصين في الوقت الفعلي باستخدام نموذج رياضي غير خطي متعدد المدخلات والمخرجات. "[في تلك الدراسة، النموذج] لم يهتم بما كنت تحاول تذكره... كان يحاول فقط مساعدة الحصين لديك على العمل بشكل أفضل"، يوضح رويدر.

في أحدث أعمالهم، ذكرت في الحدود في علم الأعصاب الحسابيقام الباحثون بعزل النشاط الكهربائي لخلايا عصبية محددة ثم استخدموا تلك المعلومات لتحفيز الحصين لمعرفة ما إذا كان ذلك يمكن أن يساعد الناس على تذكر صور معينة بشكل أفضل.

شملت الدراسة 14 شخصًا بالغًا - تم تشخيص إصابتهم جميعًا بالصرع وكانوا يشاركون في إجراء تشخيصي لرسم خرائط الدماغ حيث تم وضع أقطاب كهربائية في قرن آمون واحد على الأقل. تم عرض فئات مختلفة من الصور على المشاركين (حيوان أو مبنى أو مصنع أو أداة أو مركبة) في مهمة ذاكرة بصرية متأخرة لمطابقة العينة. حدد الباحثون النشاط العصبي الشائع في الحصين لكل فئة من الصور واستخدموا هذه المعلومات لاشتقاق نمط إطلاق ثابت محسوب رياضيًا. تم بعد ذلك استخدام نمط الإطلاق هذا لتحفيز الحصين أثناء مهمة ذاكرة التعرف البصري.

"لقد قمنا بالفعل باختبار شيئين في هذه الدراسة. الأول هو، هل يمكنك التحفيز للحصول على معلومات محددة؟ والسؤال الثاني هو: ما مدى براعتنا في التحفيز للحصول على المعلومات التي نريد تحفيزها؟ يقول رودر. "لذا فإن الإجابة على السؤال الأول هي نعم، يمكنك التحفيز للحصول على معلومات محددة. الإجابة على السؤال الثاني هي، حسنًا، هناك مجال كبير للتحسين.

ولاحظ الباحثون الزيادات والانخفاضات في أداء الذاكرة. وفي حوالي 22% من الحالات، كان هناك اختلاف في مدى تذكر المشاركين للصور التي عُرضت عليهم من قبل. وعندما تم التحفيز على جانبي الدماغ، أظهر ما يقرب من 40% من المشاركين الذين يعانون من ضعف وظيفة الذاكرة تغيرات في أداء الذاكرة.

"المثال الذي أعطيه هو أنك رأيت نادلًا يحمل صينية على أصابعه. إنهم لا يدعمون الدرج بأكمله، بل يدعمون جزءًا من الدرج. ولكن نظرًا لأن تلك الأجزاء من الدرج متصلة ببقية الدرج، فإنها ترفع الدرج بأكمله،" يوضح رويدر. "ذاكرتنا ترابطية. نحن لا نحاول دعم الذاكرة بأكملها، بل نحاول دعم جزء من النشاط العصبي لتعزيز الذاكرة بأكملها.

استنتج الباحثون أنه ربما كان هناك تداخل بين فئات الصور أكثر مما توقعوا (على سبيل المثال، غالبًا ما توجد الحيوانات بالقرب من النباتات). إن جعل فئات الصور أكثر وضوحًا، من خلال إظهار الألوان أو الاتجاهات بدلاً من الصور، على سبيل المثال، يمكن أن يساعد في تحسين أداء الطرف الاصطناعي الإلكتروني.

ويقول رويدر: "الآن بعد أن عرفنا أن ذلك ممكن... فالأمر يتعلق فقط بتحسين أدائه".

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory/