Bionic Eye Tech ABC خود را می آموزد



ینس ناومن 17 ساله بود که یک تصادف قطعه ای از فلز را از راه آهن به چشم چپش پرواز داد. سه سال بعد ، یک تب فلزی از کلاچ اتومبیل برفی چشم راست او را از بین برد و آن را در تاریکی کامل فرو برد. کتاب ناومان بهشت را جستجو کنید از جستجوی ناامیدانه خود به نور ، عمدتا به عنوان “بیمار آلفا” مهندس پزشکی پزشکی ویلیام دوبل ، می گوید. در دهه 1970 ، دوبل نشان داد که مناطق تحریک کننده الکتریکی مغز (قشر بینایی) باعث می شود افراد لکه های نور یا “فسفن” را درک کنند.

هدف مهندس توسعه “چشم بیونیک” بود. این دستگاه از یک دوربین نصب شده بر روی سر تشکیل شده است ، که ویدیو را به پردازنده رایانه منتقل می کند و سپس سیگنال های الکتریکی را به الکترودهای کاشته شده در قشر بینایی می فرستد و برداشت های بصری ایجاد می کند. نائومان پس از سفر به پرتغال برای جراحی در سال 2002 به معروف ترین بیمار دوبل تبدیل شد. FDA این روش را در ایالات متحده ممنوع کرده است زیرا ایمن بودن آن اثبات نشده است. حکایت های حکایتی وی از درک خطوط کلی خشن تنها شواهدی است که محققان قادر به درک ارقام با چنین وسیله ای هستند ، زیرا داده های این روش ها هرگز منتشر نشده است. بعد از چند ماه دستگاه خراب شد و دنیای بصری تازه پیدا شده ناومن ناپدید شد ، اما او برای پیشرفت تکنولوژی به کار خود در طول سال ها ادامه داد.

نسخه پیشرفته تری که این فناوری را به کاربردهای معمول معمول در انسان نزدیک می کند ، قبلاً در میمون ها ایجاد و آزمایش شده است. یک تیم به سرپرستی مغز و اعصاب پیتر رولفسما از انستیتوی مغز و اعصاب هلند درک موقعیت ، جهت گیری ، حرکت و شکل حروف را در دو میمون بینا نشان می دهد. این مطالعه که در 3 دسامبر در علوم پایه دانیل یوشور ، جراح مغز و اعصاب ، که شرکت نکرد ، اما در نوشتن یک تفسیر همراه بود ، گفت: “این یک تور فنی است.” این دستگاه قبل از اینکه برای استفاده در انسان آماده شود ، نیاز به پیشرفت بیشتری دارد ، اما این کار رویای بازیابی بینایی افرادی را دارد که آن را ندارند. این روش تنها روش درمانی ممکن برای افراد فاقد سلولهای چشمی چشم است – گروهی که شامل برخی از بیماران مبتلا به گلوکوم و دیابت و کسانی که از نظر جسمی آسیب دیده اند.

در مطالعه جدید ، این تیم از 16 آرایه استفاده کرد که هر کدام دارای یک شبکه 64 الکترود برای مجموع 1024 الکترود بودند. رولفسما می گوید: “ما قسمت زیادی از سطح پوسته را پوشاندیم ، بنابراین با قسمت بزرگی از این نقشه فضای بصری یک رابط ایجاد کردیم.” قشر بینایی خاصیتی دارد که به “رتینوتوپیا” معروف است و این بدان معناست که فضای بصری از نظر فیزیکی در نواحی قشر نقشه برداری شده و به محققان امکان تولید فسفن در نقاط خاص فضا را می دهد. یک سری آزمایشات نشان داده است که میمون ها می توانند موقعیت فسفن های منفرد ، جهت گیری خطوط متشکل از دو فسفن و جهت حرکت را با تحریک متوالی دو شناسایی کنند. سرانجام ، به نظر می رسد میمون هایی که برای تشخیص حروف آموزش دیده اند ، قادر به شناسایی حروف تولید شده از هشت تا 15 فسفن بوده اند. فسفن ها بدون استفاده از دوربین با تحریک مستقیم الکترودها تولید می شوند و میمون ها با حرکات چشم واکنش نشان می دهند.

گروه های دیگر در حال کار بر روی همین مشکل هستند و یکی در حال آزمایش دستگاه های افراد است. شرکت Second Sight مستقر در کالیفرنیا در یک آزمایش بالینی مورد تأیید FDA سیستمی به نام Orion را برای شش نابینا در حال توسعه است. مانند سیستم دوبل ، اوریون از الکترودهایی استفاده می کند که در سطح مغز قرار دارند ، که از آسیب بافتی و التهابی که هنگام استفاده از ایمپلنت های “نافذ” ایجاد می شود جلوگیری می کند و منجر به از دست رفتن عملکرد در طول زمان می شود. عیب این روش این است که جریانهای مورد نیاز نسبتاً زیاد هستند و تعداد الکترودهایی را که می توان با خیال راحت استفاده کرد محدود می کند. رولفسما می گوید: “شما نمی خواهید صرع ایجاد کنید.” مطالعه جدید گروه هلندی از الکترودهای نافذی استفاده می کند که به جریان کمتری نیاز دارند. رولفسما می گوید: “ما از سوزن های نازک استفاده کردیم ، بنابراین فقط می توانیم چند سلول با جریان نسبتاً سبک ، صد برابر کوچکتر از نیاز شما را با الکترود سطحی فعال کنیم.” از همه مهمتر ، وضوح دستگاه بسیار جدید بالاتر است. وقتی سیستم جدید دارای 1024 الکترود باشد ، ایمپلنت Orion دارای 60 الکترود است و گیرندگان را به تشخیص مناطق تاریک و روشن محدود می کند.

بینایی که این دستگاه می تواند ایجاد کند در مقایسه با غنای بینایی طبیعی خشن است ، اما هنوز هم مزایای قابل توجهی دارد. نینا حیدر از دانشکده پزشکی هاروارد ، که درگیر این موضوع نیست ، گفت: “وقتی از صفر شروع می کنید ، 10 ، 20 درصد بازی را تغییر می دهند.” “این پنجره ای به شما می دهد تا نحوه حرکت در جهان را بررسی کنید.” اما موانع قبل از اینکه این فناوری کاربرد انسان را ببیند ، باقی مانده است. اول ، ایمپلنت ها باید بی سیم باشند – و گروه های دیگر در حال کار برای تولید ایمپلنت های مغزی بی سیم هستند. حیدر گفت ، در مراحل بعدی باید اثرات فیزیولوژیکی کاشت های نافذ نیز اندازه گیری شود. وی می پرسد: “چه واکنشهای سلولی در مغز اتفاق می افتد؟” هم از نظر اثرات حاد و هم از طولانی مدت. “سازگاری زیستی” همچنان یک مسئله است ، اما ممکن است راه حل های موجود باشد. رولفسما گفت: “ما با گروه هایی کار می کنیم که الکترودهای نازک و انعطاف پذیر تولید می کنند” و با چوب هایی به مغز رانده می شوند و سپس جمع می شوند. “اولین برداشت این است که این مواد جدید بسیار پایدار هستند ، اما هنوز کارهایی برای انجام وجود دارد.”

درک بهتر از نحوه پردازش مغز اطلاعات بصری نیز به شما کمک خواهد کرد. یوشور گفت: “چالشی سخت افزاری و نرم افزاری وجود دارد.” “بعضی اوقات افراد عنصر نرم افزار را نادیده می گیرند ، اینگونه مغز را تحریک می کنیم.” یوشور یکی از دو جراح مغز و اعصاب است که Orion را در بیماران کاشت و او و همکارانش اخیراً تحقیقی را منتشر کردند که توانایی های آن را بررسی می کند. یوشور می گوید: “آسان است كه بیماران بیماران را از لك ببینند.” “اما وقتی می خواهیم آنها را مانند چراغ های استادیوم با هم ترکیب کنیم ، بدست آوردن شکل مداوم برای بیماران بسیار دشوارتر است.” تیم تحقیق فکر کرد که آیا استفاده از تمایل مغز برای تشخیص تغییرات تحریک می تواند کمک کند. یوشور می گوید: “اگر شش الکترود را همزمان تحریک کنیم ، بیماران می توانند لکه های متناوب را ببینند.” “اما وقتی از مغز عبور کردیم ، بیماران بلافاصله توانستند اشکال بصری یا حروف را پیدا کنند.”

پردازش انجام شده توسط سیستم بینایی فوق العاده پیچیده است ، اما درک عمیق تر از این پردازش ، همراه با فن آوری های تحریک پیشرفته تر ، به بهبود این دستگاه ها ادامه خواهد داد. یوشور این مشکل را به پخش موسیقی تشبیه می کند. وی می گوید: “این مانند تفاوت آکورد زدن و زدن مشت به پیانو است.” “اگر اطلاعات را تقریبا وارد کنید ، یک کوکوفونی تولید می کنید. باید به روش موسیقی انجام شود. “


منبع: khabar-dirooz.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*