תותבת עצבית מטרתה להגביר את הזיכרון - עולם הפיזיקה

<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="משימת אחזור תמונה צוות המחקר העביר גירוי עצבי למשתתפי המחקר במהלך משימות זיכרון של זיהוי חזותי, ומצא שינויים משמעותיים במידת הזיכרון של אנשים בתמונות. (באדיבות: בית הספר לרפואה של אוניברסיטת ווייק פורסט)”>

מערכת תותבת אלקטרונית יכולה לעזור לאנשים עם זיכרון לקוי - עקב מחלת אלצהיימר, פגיעה מוחית טראומטית או אפילפסיה - לזכור מידע ספציפי. הטכנולוגיה החדשה, שפותחה על ידי חוקרים ב בית הספר לרפואה של אוניברסיטת ווייק פורסט ו אוניברסיטת דרום קליפורניה, עובד על ההיפוקמפוס, חלק מהמוח המעורב ביצירת זיכרונות חדשים.

ממשקי מוח-מחשב, כגון גפיים רובוטיות, יוצרים תקשורת בין המוח להתקן חיצוני. ההיפוקמפוס (לבני אדם יש למעשה שני היפוקמפי, אחד בכל חצי כדור של המוח) יכול, במידה מסוימת, להצמיח נוירונים חדשים. אבל מדענים לא מצאו דרך לתקן נזקים בהיפוקמפוס. התותבת העצבית שפותחה על ידי החוקרים משתמשת במודלים שמקורם בפעילות חשמלית בהיפוקמפוס כדי לעורר את ההיזכרות.

"רוב ממשקי השליטה במוח הסתמכו על כך שהמוח יבין איך להתמודד עם קלט מדברים. אנחנו עובדים על איך להבין איך להתאים את מה שהמוח עושה", אומר ברנט רודר, עמית מחקר בווייק פורסט שעובד על הפרויקט כבר כמעט עשור. "אנחנו מבררים, מהן הדרכים האפשריות לשפר את תפקוד הזיכרון, ואילו דרכים עובדות הכי טוב עבור אילו אנשים ואיזה סוג של מצבים?"

קידוד ופענוח זיכרון

במחקר שפורסם ב-2018 ב- כתב עת להנדסה עצבית, הצוות גירוי נוירונים בהיפוקמפוס בזמן אמת באמצעות מודל מתמטי לא ליניארי רב-כניסות מרובה פלטים. "[במחקר ההוא, למודל] לא היה אכפת מה ניסית לזכור... זה רק ניסה לעזור להיפוקמפוס שלך לעבוד טוב יותר", מסביר רודר.

בעבודה האחרונה שלהם, דווח ב גבולות במדעי המוח החישוביים, החוקרים בודדו פעילות חשמלית לנוירונים ספציפיים ולאחר מכן השתמשו במידע זה כדי לעורר את ההיפוקמפוס כדי לראות אם זה יכול לעזור לאנשים לזכור תמונות ספציפיות טוב יותר.

המחקר כלל 14 מבוגרים - כולם אובחנו של אפילפסיה והשתתפו בהליך של מיפוי מוח אבחנתי שבו הונחו אלקטרודות לפחות בהיפוקמפוס אחד. למשתתפים הוצגו קטגוריות שונות של תמונות (בעל חיים, בניין, צמח, כלי או כלי רכב) במשימת זיכרון מושהה בהתאמה לדגימה. החוקרים זיהו פעילות עצבית נפוצה בהיפוקמפוס עבור כל קטגוריית תמונה והשתמשו במידע זה כדי לגזור תבנית ירי קבועה מחושבת מתמטית. לאחר מכן נעשה שימוש בדפוס ירי זה כדי לעורר את ההיפוקמפוס במהלך משימת זיכרון זיהוי חזותי.

"באמת בדקנו שני דברים במחקר הזה. הראשון הוא, האם אתה יכול לעורר מידע ספציפי? והשני היה, עד כמה אנחנו טובים בגירוי למידע שאנחנו רוצים לעורר?" אומר רודר. "אז התשובה לשאלה הראשונה היא כן, אתה יכול לעורר מידע ספציפי. התשובה לשאלה השנייה היא, ובכן, יש הרבה מקום לשיפור”.

החוקרים הבחינו בעליות וירידה בביצועי הזיכרון. בכ-22% מהמקרים, היה הבדל עד כמה המשתתפים זוכרים תמונות שהוצגו להם קודם לכן. כאשר בוצע גירוי משני צידי המוח, כמעט 40% מהמשתתפים עם תפקוד זיכרון לקוי הראו שינויים בביצועי הזיכרון.

"הדוגמה שאני נותן היא שראית מלצר נושא מגש על האצבעות. הם לא תומכים בכל המגש, הם תומכים בחלק מהמגש. אבל בגלל שהחלקים האלה של המגש מחוברים לשאר המגש, הם מרימים את כל המגש", מסביר רודר. "הזיכרון שלנו הוא אסוציאטיבי. אנחנו לא מנסים לתמוך בכל הזיכרון - אנחנו מנסים לתמוך בחלק מהפעילות העצבית כדי להגביר את כל הזיכרון."

החוקרים מסכמים שייתכן שהייתה חפיפה רבה יותר בין קטגוריות התמונות ממה שהם ציפו (לדוגמה, בעלי חיים נמצאים לעתים קרובות ליד צמחים). הפיכת קטגוריות תמונות שונות יותר, על ידי הצגת צבעים או כיוונים במקום תמונות, למשל, יכולה לעזור לשפר את הביצועים של התותבת האלקטרונית.

"עכשיו כשאנחנו יודעים שזה אפשרי... זה רק עניין של להשתפר בזה", אומר רודר.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory/