تحفيز العقول بالليزر يمكن أن يخلق تجارب كاذبة تشبه "المصفوفة".

تذكر المشهد الأيقوني من الأول حرب النجوم الفيلم الذي R2-D2 يعرض صورة ثلاثية الأبعاد للأميرة ليا، يتوسل إلى أوبي وان كينوبي لمساعدتها؟ تكنولوجيا مماثلة في العالم الحقيقي قد تفعل يومًا ما أكثر بكثير من مجرد تقديم تحذيرات من الخيال العلمي؛ يمكن أن يغير حياة الناس أيضًا. وكل ذلك بفضل القليل من التلاعب بالدماغ.

في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، كان الباحثون مشغولين باستكشاف طرق لعرض صورة ثلاثية الأبعاد مباشرة على الدماغ. وكما اكتشفوا، يمكن استخدام هذا لقراءة النشاط العصبي وكذلك لتحفيزه.

قد تعني النتائج يومًا ما القدرة على تنشيط أو قمع آلاف الخلايا العصبية في وقت واحد؛ نسخ أنماط نشاط الدماغ الحقيقي لخداع الدماغ ليعتقد أنه يشعر أو يرى أو يستشعر شيئًا ما. لذا حرب النجوم مع لمسة المصفوفة أو بداية، ثم!

"لقد طورنا نظامًا يستخدم ضوء الليزر يمكنه "قراءة" نشاط الدماغ و"كتابة" نشاط الدماغ". هيليل أديسنيكوقال أستاذ مساعد في علم الأحياء الجزيئي والخلوي لـ Digital Trends. "يستخدم النظام مبادئ التصوير المجسم: وهي طريقة لتوليد أنماط ثلاثية الأبعاد من الضوء قد يكون الكثيرون على دراية بها في العروض المجسمة. الهدف من هذه التكنولوجيا هو قياس نشاط الدماغ في كل من الصحة والمرض حتى نتمكن من ذلك تصحيح أنماط النشاط الشاذة في الوقت الحقيقي، وعلاج مجموعة واسعة من الأمراض العصبية الاضطرابات."

تعمل تقنية العرض المجسم باستخدام شاشة LCD تعمل كصورة ثلاثية الأبعاد سلبية لتشكيل ضوء الليزر إلى أنماط مصممة خصيصًا. يتم بعد ذلك نبض أشعة الليزر بقوة 40 واط بسرعة لا تصدق في 300 دفعة من الفيمتو ثانية في كل ميكروثانية. الهدف هو نبضها بسرعة كافية لمحاكاة معدلات الإطلاق الطبيعية التي تظهر في قشرة الدماغ.

وحتى الآن، تم تجربة هذه التقنية بنجاح على الفئران. تم تحقيق ذلك من خلال هندسة الخلايا العصبية في دماغ الفأر بحيث تعبر عن البروتينات التي تخلق ارتفاعًا قصيرًا في النشاط عندما تتعرض للضوء. في الوقت الحاضر، تم إجراؤه فقط على قطعة صغيرة من الدماغ، تبلغ مساحتها نصف ملليمتر مربع، لكن الباحثين يعتقدون أن بإمكانهم توسيع نطاق ذلك. وعندما يفعلون ذلك، قد تكون النتائج غير عادية.

"في المستقبل، عندما يثبت أن العلاج الجيني آمن على البشر، يمكن لهذا النظام تتبع نشاط الدماغ للمرضى الذين يعانون من اضطرابات عصبية، بما في ذلك الصرع والفصام. التعرف بسرعة على متى يسير نشاط الدماغ بشكل خاطئ، ومن ثم تحفيز أنماط النشاط في الدماغ لتصحيح هذا النشاط ومنع أعراض هذه الأمراض. واصلت.

"وبشكل أعم، يمكن أيضًا استخدام هذه التكنولوجيا في الأطراف الاصطناعية العصبية. يمكن للمرضى الذين فقدوا وظيفة شبكية العين أو أعضاء الحواس الأخرى استخدام هذا النظام لاستعادة الرؤية. من حيث المبدأ، قد يكون من الممكن أخذ بيانات التصوير من كاميرا مثبتة على الرأس وكتابة هذا النشاط - بعد ذلك التحول المناسب - حيث يتم توجيه النشاط العصبي مباشرة إلى الدماغ لتزويد شخص كفيف بالقدرة الاصطناعية رؤية."

وفي السياق نفسه، قال أديسنيك إنه قد يكون من الممكن للباحثين استخدام هذا التطور لتمكين طرق جديدة للتحكم في الأطراف الاصطناعية الذكية، مثل الأسلحة الروبوتية.

في حين أن هذا البحث لا يزال في مرحلة مبكرة نسبيًا، إلا أنه من المحتمل أن يحل اثنين من أكبر التحديات الموجودة في مجال واجهات الدماغ والآلة. هذه هي الدقة المكانية المنخفضة للأنظمة الحالية المعتمدة للاستخدام البشري، وحقيقة أن هذه الأنظمة لا ترد عادةً في ردود الفعل الحسية. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية إذا أراد الباحثون بناء أدوات تتيح لنا بدقة استخدام أيدينا وأذرعنا لالتقاط الأشياء.

التالي للمشروع؟ أ الأطراف الاصطناعية العصبية للفئران، على ما يبدو.

وتابع أديسنيك: "نحن نخطط لاستخدام هذا النظام لمعرفة ما إذا كان بإمكاننا علاج نماذج من الأمراض المعرفية، مثل الفصام". "ولكن باعتبارنا علماء أعصاب أساسيين، فإننا مهتمون أيضًا في المقام الأول باستخدام هذا النظام "لكسر" الرموز العصبية للإدراك الحسي".

:نريد أن نفهم كيف يبني دماغنا تصوراتنا لعالمنا الخارجي من خلال اللغة من الخلايا العصبية، والتي هي في الأساس رمز رقمي للأصفار والواحدات في مئات الملايين من خلايا الدماغ. نعتقد أن هذه التكنولوجيا الجديدة يمكنها معالجة هذا السؤال الأساسي في علم الأعصاب لأننا نستطيع المحاولة لتوليد تصورات اصطناعية عن طريق كتابة أنماط محددة من النشاط في الدماغ ومعرفة ماذا "يعمل."

وكانت ورقة تصف العمل نُشرت مؤخرًا في مجلة Nature Neuroscience.

توصيات المحررين

• يمكن للزرعة المحفزة للدماغ أن تقلل من أعراض مرض باركنسون حسب الحاجة

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.