การกระตุ้นสมองด้วยเลเซอร์สามารถสร้างประสบการณ์ที่ผิดพลาดเหมือน "เมทริกซ์" ได้

จดจำฉากอันเป็นสัญลักษณ์ตั้งแต่ครั้งแรก สตาร์วอร์ส ภาพยนตร์ที่ R2-D2 ฉายโฮโลแกรมเจ้าหญิงเลอาขอร้องให้โอบีวัน เคโนบีช่วยเธอเหรอ? เทคโนโลยีที่คล้ายกันในโลกแห่งความเป็นจริงวันหนึ่งอาจทำอะไรได้มากกว่าการเตือนเรื่องไซไฟ มันสามารถเปลี่ยนแปลงชีวิตได้เช่นกัน และต้องขอบคุณการจัดการสมองเล็กน้อย

ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ นักวิจัยกำลังยุ่งอยู่กับการสำรวจวิธีการฉายภาพโฮโลแกรมเข้าสู่สมองโดยตรง ตามที่พวกเขาค้นพบ สิ่งนี้สามารถใช้เพื่อทั้งอ่านกิจกรรมของระบบประสาทและเพื่อกระตุ้นมันด้วย

ผลลัพธ์อาจหมายถึงวันหนึ่งสามารถเปิดใช้งานหรือระงับเซลล์ประสาทนับพันได้ในคราวเดียว การคัดลอกรูปแบบของการทำงานของสมองจริงเพื่อหลอกสมองให้คิดว่ารู้สึก มองเห็น หรือสัมผัสบางสิ่งบางอย่างได้ ดังนั้น สตาร์วอร์ส ด้วยสัมผัสของ เดอะเมทริกซ์ หรือ การเริ่มต้น, แล้ว!

“เราได้พัฒนาระบบโดยใช้แสงเลเซอร์ที่สามารถทั้ง 'อ่าน' กิจกรรมของสมองและ 'เขียน' กิจกรรมของสมอง” ฮิลเลล อเดสนิคผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านอณูชีววิทยาและเซลล์บอกกับ Digital Trends “ระบบใช้หลักการโฮโลแกรม: วิธีสร้างรูปแบบแสงสามมิติที่หลายคนอาจคุ้นเคยในการแสดงโฮโลแกรม เป้าหมายของเทคโนโลยีนี้คือการวัดการทำงานของสมองทั้งด้านสุขภาพและโรคเพื่อให้เราทำได้ แก้ไขรูปแบบกิจกรรมที่ผิดปกติแบบเรียลไทม์ และรักษาระบบประสาทที่หลากหลาย ความผิดปกติ”

เทคโนโลยีการฉายภาพโฮโลแกรมทำงานโดยใช้หน้าจอ LCD ซึ่งทำหน้าที่เป็นเนกาทีฟโฮโลแกรมเพื่อสร้างแสงเลเซอร์ให้เป็นรูปแบบที่ออกแบบเอง จากนั้นลำแสงเลเซอร์ 40W เหล่านี้จะเต้นเป็นจังหวะอย่างรวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อด้วยการระเบิดความยาว 300 เฟมโตวินาทีทุกๆ ไมโครวินาที เป้าหมายคือการเต้นของชีพจรให้เร็วพอที่จะจำลองอัตราการยิงปกติที่เห็นในเปลือกสมอง

จนถึงขณะนี้เทคนิคดังกล่าวได้รับการสาธิตในหนูเรียบร้อยแล้ว สามารถทำได้โดยวิศวกรรมเซลล์ประสาทในสมองของเมาส์เพื่อให้พวกมันแสดงโปรตีนซึ่งสร้างกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อถูกแสง ปัจจุบันดำเนินการกับสมองชิ้นเล็กๆ ขนาดครึ่งมิลลิเมตรเท่านั้น แต่นักวิจัยคิดว่าพวกเขาสามารถขยายขนาดได้ และเมื่อทำเช่นนั้น ผลลัพธ์ที่ได้ก็อาจไม่ธรรมดา

“ในอนาคต เมื่อการบำบัดด้วยยีนแสดงให้เห็นว่าปลอดภัยในมนุษย์ ระบบนี้สามารถติดตามการทำงานของสมองของผู้ป่วยที่มีความผิดปกติทางระบบประสาท รวมถึงโรคลมบ้าหมูและโรคจิตเภท ระบุได้อย่างรวดเร็วเมื่อการทำงานของสมองผิดปกติ จากนั้นกระตุ้นรูปแบบการทำงานของสมองเพื่อแก้ไขกิจกรรมนี้และป้องกันอาการของโรคเหล่านี้” Adesnik อย่างต่อเนื่อง

“โดยทั่วไปแล้ว เทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้กับประสาทเทียมได้ ผู้ป่วยที่สูญเสียการทำงานของจอประสาทตาหรืออวัยวะรับสัมผัสอื่น ๆ สามารถใช้ระบบนี้เพื่อฟื้นการมองเห็นได้ โดยหลักการแล้ว อาจเป็นไปได้ที่จะนำข้อมูลภาพจากกล้องติดศีรษะมาเขียนกิจกรรมนี้ - หลังจาก การเปลี่ยนแปลงที่เหมาะสม — เป็นกิจกรรมของระบบประสาทเข้าสู่สมองโดยตรงเพื่อให้คนตาบอดมีอุปกรณ์เทียม วิสัยทัศน์."

ในทำนองเดียวกัน Adesnik กล่าวว่าอาจเป็นไปได้ที่นักวิจัยจะใช้การพัฒนานี้เพื่อให้มีวิธีใหม่ในการควบคุมขาเทียมอัจฉริยะ เช่น แขนหุ่นยนต์.

แม้ว่าการวิจัยนี้ยังอยู่ในระยะเริ่มแรก แต่ก็สามารถแก้ปัญหาความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดสองประการที่มีอยู่ในด้านอินเทอร์เฟซของสมองกับเครื่องจักรได้ สิ่งเหล่านี้คือความละเอียดเชิงพื้นที่ต่ำของระบบที่มีอยู่ซึ่งได้รับการอนุมัติให้ใช้งานโดยมนุษย์ และความจริงที่ว่าระบบดังกล่าวมักจะไม่ตอบกลับด้วยการตอบสนองทางประสาทสัมผัส นี่เป็นสิ่งสำคัญหากนักวิจัยต้องการสร้างเครื่องมือที่ช่วยให้เราใช้มือเป็นแขนในการหยิบสิ่งของได้อย่างแม่นยำ

ต่อไปสำหรับโครงการ? ก ประสาทเทียม เห็นได้ชัดว่าสำหรับหนู

“เราวางแผนที่จะใช้ระบบนี้เพื่อดูว่าเราสามารถรักษาแบบจำลองของโรคทางการรับรู้ เช่น โรคจิตเภท ได้หรือไม่” Adesnik กล่าวต่อ “แต่ในฐานะนักประสาทวิทยาขั้นพื้นฐาน เราก็สนใจที่จะใช้ระบบนี้เพื่อ 'ถอดรหัส' รหัสประสาทของการรับรู้ทางประสาทสัมผัสเป็นหลัก”

: เราต้องการที่จะเข้าใจว่าสมองของเราสร้างการรับรู้ของโลกภายนอกผ่านภาษาได้อย่างไร ของเซลล์ประสาท ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วก็คือรหัสดิจิทัลของศูนย์ และรหัสในเซลล์สมองหลายร้อยล้านเซลล์ เราเชื่อว่าเทคโนโลยีใหม่นี้สามารถตอบคำถามพื้นฐานในด้านประสาทวิทยาศาสตร์ได้เพราะเราพยายามได้ เพื่อสร้างการรับรู้โดยการเขียนรูปแบบเฉพาะของกิจกรรมลงในสมองแล้วดูว่าอะไร 'ได้ผล'”

กระดาษอธิบายการทำงานคือ ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร Nature Neuroscience.

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• ยาปลูกฝังกระตุ้นสมองสามารถบรรเทาอาการของโรคพาร์กินสันได้ตามต้องการ

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร