سخرت خیزروف (Sakhrat Khizroev)، مهندس دانشگاه میامی، با استفاده از نانوذرات الکتریکی مغناطیسی (MENP) که از طریق جریان خون به مغز انسان نفوذ می‌کنند، توانسته سیگنال‌های ظریف نورون‌ها را بخواند. این ابزار قادر است شیوه مشاهده دانشمندان و ارتباط مغز با رایانه را بدون حضور نگران کننده کاوشگرهای موضعی تغییر دهد. نمی‌توانیم به طور دقیق بگوییم این خوب است یا بد، زیرا کاوشگرهای مهاجم در این سناریو با میلیون‌ها ذره تزریق شده دیگر جایگزین می‌شوند و آنها تمام مغز شما را احاطه خواهند کرد. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

نانوذرات الکتریکی مغناطیسی و ارتباط بیسیم با مغز

سخرت خیزروف (Sakhrat Khizroev)، استاد مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه میامی، امیدوارست با استفاده از کلاس جدیدی از نانوذرات که دو هزار برابر باریکتر از موی انسان است، بتواند به اسرار مغز انسان دست پیدا کند.

وی و گروهش با استفاده از دسته جدیدی از واحدهای فوق ریز به نام نانوذرات الکتریکی مغناطیسی (MENP)، روشی برای مکالمه بی‌سیم و بدون ایمپلنت با مغز توسعه می‌دهند. خیزروف گفت: «تلاش‌های دیگری برای حل رمز و رازهای مغز با استفاده از ابزارهای خارجی مانند میکروالکترودها انجام شده است، اما به دلیل پیچیدگی و دشواری دسترسی به مغز، چنین روش‌هایی تاکنون پیشرفتی نداشته است. ۸۰ میلیارد نورون در مغز انسان وجود دارد، تصور کنید اتصال ۸۰ میلیارد ریز الکترود برای دسترسی به هر نورون چقدر دشوار است. تنها راه دستیابی واقعی و بی‌سیم از طریق فناوری نانو است».

خیزروف و گروهش قصد دارند میلیون‌ها MENP را از طریق وریدی به بدن وارد کنند و به ذرات، که دو هزار برابر باریکتر از موی انسان هستند، اجازه دهند آزادانه از طریق جریان خون حرکت کنند و از سد محافظ خونی مغزی، عبور کنند. سد خونی مغزی از رسیدن سموم و عوامل بیماری‌زا به مغز جلوگیری می‌کند و در عین حال اجازه عبور مواد مغذی حیاتی را می‌دهد.

خیزروف توضیح داد: «مغز ما فراتر از موتورهای الکتریکی است و آنچه در مورد MENP بسیار قابل توجه است این است که آنها نه تنها زبان میدان‌های الکتریکی بلکه زبان میدان‌های مغناطیسی را نیز می فهمند. هنگامی که MENP‌ها درون مغز و در کنار نورون‌ها قرار بگیرند ما می‌توانیم آنها را با یک میدان مغناطیسی خارجی تحریک کنیم. سپس آنها یک میدان الکتریکی تولید می‌کنند تا بتوانیم با مغز صحبت کنیم».

این گروه برای استخراج آنی اطلاعات، از یک کلاه ویژه با مبدل‌های مغناطیسی استفاده می‌کند که سیگنال‌ها را ارسال و دریافت می‌کند.

کاربردها

خیزروف گفت: از دارورسانی هدفمند برای درمان بیماری‌های نورودژنراتیو (تخریب کننده عصب) گرفته تا تبادل داده‌ها بین رایانه و مغز، پیامدها بسیار است.

«ما یاد خواهیم گرفت که چگونه پارکینسون، آلزایمر و حتی افسردگی را درمان کنیم. این نه تنها می‌تواند در زمینه علوم اعصاب انقلابی ایجاد کند، بلکه می‌تواند به طور بالقوه بسیاری از جنبه‌های دیگر سیستم مراقبت‌های بهداشتی ما را تغییر دهد. ما سرانجام خواهیم آموخت که چگونه محاسبات مغزی کار می‌کند. و چنین دانشی به محاسبات نورومورفیک کمک خواهد کرد، که در آن رایانه‌ها از عملکرد مغز تقلید می‌کنند. ما قادر خواهیم بود محاسباتی را انجام دهیم که در حال حاضر تنها با پیشرفته‌ترین ابر رایانه‌ها امکان‌پذیر است».

خیزروف در حال توسعه رابط کاربری بی‌سیم مغز با پینگ لیانگ، بنیانگذار Cellular Nanomed، یک شرکت بیوتکنولوژی مستقر در ایروین، کالیفرنیا است. در سال ۲۰۱۰  این دو دانشمند به برنامه‌های پزشکی MENP کمک کردند.

نهادهای همچون بنیاد ملی علوم علاقه شدیدی به تحقیقات خیزروف نشان داده‌اند و بودجه این پروژه‌ها را تأمین می‌کنند. در جدیدترین اقدام، آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی (دارپا)، به این پژوهشگر کمک کرده است تا یک رابط بی‌سیم مغز و رایانه ایجاد کند که موجب می‌شود تعامل سریع، مؤثر، بصری و بدون دست با سامانه‌های نظامی انجام شود. پروژه موسوم به BrainSTORMS اکنون در مرحله دوم است و انتظار می‌رود در سال ۲۰۲۴ به پایان رسد.

بیشتر بخوانید:

>>ایمپلنت جدید رابط مغز-رایانه ECoG بدون نیاز به تنظیمات پیوسته

>> چه موانعی پیش روی پیشرفت رابط های مغز-رایانه (BCI) قرار دارد ؟

منبع: news.miami.edu

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»