دانشمندان نشان داده اند که وقتی فکر می کنیم در مغز ما چه اتفاقی می افتد

فناوری جمع‌آوری سیگنال‌های الکتریکی نورون‌ها در آینده افراد معلول را قادر می‌سازد تا فقط از راه فکرکردن کامپیوترها را کنترل کنند.

فکر کردن چه شکلی است؟ افکار را می‌توانیم به‌عنوان سیگنال‌هایی مشترک بین میلیاردها نورون در مغز تعریف کنیم. مواد شیمیایی بسیار زیادی در این فرایند دخیل هستند، اما در نهایت همه چیز به فعالیت الکتریکی ختم می‌شود. ما می‌توانیم این فعالیت را اندازه‌گیری و حتی تماشا کنیم.

Precision Neuroscience یک کمپانی است که دقیقاً همین هدف را دنبال می‌کند. دانشمندان آن می‌خواهند بدانند فکرکردن چه شکلی است. فهم این موضوع آن‌ها را قادر می‌سازد تا بتوانند رابط‌های مغز-کامپیوتر بسازند. این فناوری روزی به افراد معلول کمک خواهد کرد تا کامپیوترها را کنترل کنند و مشاغلی مانند بقیه انسان‌ها داشته باشند.

دانشمندان Precision Neuroscience یک آرایه الکترودی نازک و منعطف توسعه داده‌اند که از طریق یک شکاف کوچک زیر جمجمه قرار می‌گیرد. پس از نصب این وسیله، دانشمندان می‌توانند سیگنال‌های پرسروصدای نورون‌های فرد را جمع‌آوری کنند.

تا الان ۱۷ نفر این الکترودها را در مغز خود گذاشته‌اند. دانشمندان توانسته‌اند از همین روش بفهمند که آن‌ها چگونه به افکار خود شکل می‌دهند. و حتی از آن فیلم گرفته‌اند.

رابط‌های مغز-کامپیوتر

الکترودهای مغزی چیز جدیدی نیستند و مدت‌هاست که برای درمان اختلال‌هایی مانند بیماری پارکینسون و برخی موارد شدید صرع استفاده می‌شوند. در این بیماری‌ها، الکترودها در اعماق مغز قرار می‌گیرند تا به نواحی دخیل در بیماری دسترسی داشته باشند.

رابط مغز-ماشین جدیدتر است. در بیست سال گذشته، عصب‌شناسان و مهندسان فناوری‌هایی توسعه داده‌اند که آن‌ها را قادر می‌سازد فعالیت‌های مغز را بشنوند و از داده‌های آن برای کنترل کامپیوترها و اندام‌های مصنوعی استفاده کنند.

این فناوری هنوز فراگیر نشده و در دسترس همه نیست. کسانی مانند دانشمندان Precision Neuroscience درحال توسعه دستگاه‌هایی کارآمدتر، غیرتهاجمی‌تر و کاربردی‌تر هستند. دستگاه دانشمندان Precision Neuroscience شامل ۱۰۲۴ الکترود ریز است که روی یک نواری نقره با ضخامت ۲۰ میکرون (تقریباً یک-سوم ضخامت مژه‌های انسان) قرار گرفته‌اند.

از آن‌جا که الکترودها زیر جمجمه و روی مغز قرار می‌گیرند، سازندگانش می‌گویند که هیچ آسیبی به مغز نمی‌رسانند.

انرژی این دستگاه با یک باتری قابل‌شارژ که زیر پوست سینه کاشته شده تأمین می‌شود. داده‌ها نیز از آن نقطه به‌صورت بی‌سیم به یک کامپیوتر بیرون از بدن منتقل می‌شوند.

فکر کردن چه شکلی است؟

دانشمندان توانستند با استفاده از این آرایه الکترودی فکرکردن انسان را ضبط کنند. در یک مورد، آن‌ها الکترود را در جمجمه یک انسان تحت عمل جراحی مغز قرار دادند. پزشکان او را در این عمل بیدار نگه داشتند تا مطمئن شوند که هیچ ناحیه حیاتی‌ای در مغز آسیب نمی‌بیند. همزمان، الکترودها سیگنال‌های نورون‌های او را جمع‌آوری می‌کردند.

فعالیت مغز چنین شکلی داشت:

این را می‌توانیم نمایش فیزیکی تفکر درنظر بگیریم. در این ویدیو، الگوی فعالیت الکتریکی ذهن بیمار هنگام بیان اعداد قابل مشاهده است. هر نقطه ولتاژی است که یک الکترود حس کرده. آرایه الکترودها بالای ناحیه‌ای مربوط به گفتار در مغز قرار داشتند.

رنگ‌های قرمز و نارنجی ولتاژهای بالاتر ورنگ‌های آبی و بنفش ولتاژهای پایین‌تر را نشان می‌دهند. این ویدیو ۲۰ بار آهسته شده است، زیرا فرایند واقعی بسیار سریع‌تر از آن است که چشم انسان بتواند تشخیص دهد.

این فناوری عصب‌شناسان را قادر می‌سازد تا اتفاقات درون مغز را هنگام صحبت، یا هنگام آماده‌شدن برای صحبت، به‌صورت تصویری نمایش دهند. وقایع درون مغز پیش از آن که فرد صحبت کند، قصد او را برای صحبت‌کردن آشکار می‌کنند.

این فناوری در آینده با تفسیر چنین سیگنال‌هایی افراد معلول را قادر می‌سازد تا با دیگران یا با دستگاه‌ها ارتباط برقرار کنند. درحال‌حاضر، سازمان غذا و داروی آمریکا مجوز این دستگاه را فقط برای افرادی که تحت جراحی مغز قرار می‌گیرند، صادر کرده است.