هدف پروتز عصبی تقویت حافظه - دنیای فیزیک

<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="وظیفه یادآوری تصویر تیم تحقیقاتی در حین انجام وظایف حافظه تشخیص بصری، تحریک عصبی را به شرکت کنندگان در مطالعه ارائه کرد و تغییرات قابل توجهی را در نحوه به خاطر سپردن تصاویر توسط افراد پیدا کرد. (با احترام: دانشکده پزشکی دانشگاه ویک فارست)”>

یک سیستم پروتز الکترونیکی می‌تواند به افراد مبتلا به حافظه ضعیف - به دلیل بیماری آلزایمر، آسیب مغزی ضربه‌ای یا صرع - کمک کند تا اطلاعات خاصی را به خاطر بسپارند. این فناوری جدید توسط محققان در حال توسعه است دانشکده پزشکی دانشگاه ویک فارست و دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، روی هیپوکامپ، بخشی از مغز که در ساختن خاطرات جدید نقش دارد، کار می کند.

رابط های مغز و کامپیوتر، مانند اندام های روباتیک، ارتباط بین مغز و یک دستگاه خارجی را برقرار می کنند. هیپوکامپ (انسانها در واقع دو هیپوکامپ دارند، یکی در هر نیمکره مغز) می تواند تا حدودی نورون های جدیدی را رشد دهد. اما دانشمندان راهی برای ترمیم آسیب هیپوکامپ پیدا نکرده اند. پروتز عصبی توسعه یافته توسط محققان از مدل های مشتق شده از فعالیت الکتریکی هیپوکامپ برای تحریک یادآوری استفاده می کند.

«بیشتر رابط‌های کنترل مغز به مغز متکی هستند که چگونه با ورودی چیزها برخورد کند. برنت رودر، محقق در Wake Forest که نزدیک به یک دهه است روی این پروژه کار می‌کند، می‌گوید: ما در حال کار بر روی این هستیم که چگونه بفهمیم که چگونه با آنچه مغز انجام می‌دهد مطابقت کنیم. "ما در حال کشف کردن هستیم، چه راه‌هایی برای تقویت عملکرد حافظه وجود دارد، و کدام راه‌ها برای چه افرادی و چه نوع شرایطی بهتر عمل می‌کنند؟"

رمزگذاری و رمزگشایی حافظه

در مطالعه ای که در سال 2018 در مجله مهندسی عصبیاین تیم با استفاده از یک مدل ریاضی غیرخطی چند خروجی چند ورودی، نورون‌های هیپوکامپ را در زمان واقعی تحریک کردند. رودر توضیح می‌دهد: «[در آن مطالعه، مدل] اهمیتی نمی‌داد که چه چیزی را می‌خواستید به خاطر بسپارید... فقط سعی داشت به هیپوکامپ شما کمک کند بهتر کار کند.

در آخرین کار خود، گزارش شده در مرزها در علوم اعصاب محاسباتیمحققان فعالیت الکتریکی را از نورون های خاصی جدا کردند و سپس از این اطلاعات برای تحریک هیپوکامپ استفاده کردند تا ببینند آیا این می تواند به افراد کمک کند تصاویر خاص را بهتر به خاطر بسپارند.

این مطالعه شامل 14 بزرگسال - که همگی تشخیص صرع داشتند و در یک روش تشخیصی نقشه برداری مغزی شرکت می کردند که در آن الکترودها حداقل در یک هیپوکامپ قرار می گرفتند، شرکت کردند. به شرکت‌کنندگان دسته‌های مختلفی از تصاویر (حیوان، ساختمان، گیاه، ابزار یا وسیله نقلیه) در یک تکلیف حافظه با تاخیر تطبیق با نمونه نشان داده شد. محققان فعالیت عصبی مشترک در هیپوکامپ را برای هر دسته تصویر شناسایی کردند و از این اطلاعات برای استخراج یک الگوی شلیک ثابت و محاسبه شده ریاضی استفاده کردند. این الگوی شلیک سپس برای تحریک هیپوکامپ در طی یک کار حافظه تشخیص بصری استفاده شد.

ما واقعاً دو چیز را در این مطالعه آزمایش کردیم. اولین مورد این است که آیا می توانید برای اطلاعات خاصی تحریک کنید؟ و دوم این بود که چقدر در تحریک اطلاعاتی که می خواهیم تحریک کنیم خوب هستیم؟ رودر می گوید. بنابراین پاسخ به سوال اول بله است، شما می توانید برای اطلاعات خاص تحریک کنید. پاسخ سوال دوم این است که خوب، جای زیادی برای پیشرفت وجود دارد.»

محققان هم افزایش و هم کاهش عملکرد حافظه را مشاهده کردند. تقریباً در 22 درصد موارد، تفاوت در نحوه به خاطر سپردن تصاویری که قبلاً نشان داده شده بود توسط شرکت کنندگان وجود داشت. هنگامی که تحریک در هر دو طرف مغز انجام شد، تقریباً 40٪ از شرکت کنندگان با اختلال در عملکرد حافظه تغییراتی در عملکرد حافظه نشان دادند.

مثالی که من می زنم این است که شما پیشخدمتی را دیده اید که سینی را روی انگشتان خود حمل می کند. آنها از کل سینی پشتیبانی نمی کنند، بلکه بخشی از سینی را پشتیبانی می کنند. اما چون آن قسمت‌های سینی به بقیه سینی متصل هستند، کل سینی را بلند می‌کنند.» رودر توضیح می‌دهد. «حافظه ما تداعی کننده است. ما سعی نمی کنیم از تمام حافظه پشتیبانی کنیم - ما سعی می کنیم از بخشی از فعالیت عصبی برای تقویت کل حافظه پشتیبانی کنیم.

محققان به این نتیجه رسیدند که ممکن است بین دسته‌های تصاویر بیش از آنچه پیش‌بینی می‌کردند همپوشانی وجود داشته باشد (برای مثال، حیوانات اغلب در نزدیکی گیاهان یافت می‌شوند). برای مثال، متمایز کردن دسته‌های تصاویر، با نشان دادن رنگ‌ها یا جهت‌ها به جای تصاویر، می‌تواند به بهبود عملکرد پروتز الکترونیکی کمک کند.

رودر می‌گوید: «اکنون که می‌دانیم این امکان پذیر است... فقط باید در آن بهتر شویم.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory/