Εμφύτευμα μεταδίδει απ’ ευθείας στον εγκέφαλο

Αυτό το μικροσκοπικό επίπεδο εμφύτευμα θα μπορεί να εκπέμψει αισθητήρια σήματα απευθείας στον εγκέφαλο. – Μετάφραση από τον Θωμά Αργυρέα
[Επαναφορά των αισθήσεων με ψηφιακούς αισθητήρες]

flat-micro_1024

Ιδού το FlatScope, ένα πρωτοποριακό ψηφιακό εμφύτευμα, που θα μπορούσε κάποια στιγμή να στείλει αισθητηριακές πληροφορίες κατευθείαν στους εγκέφαλους μας, παρακάμπτοντας την ανάγκη να επισκευαστούν τα μάτια ή τα αυτιά για να αποκατασταθεί η όραση ή η ακοή.

Όχι μόνο αυτό, η ομάδα πίσω από το FlatScope λέει ότι έχει τη δυνατότητα να καταγράψει την εγκεφαλική δραστηριότητα με περισσότερες λεπτομέρειες από ό, τι είναι δυνατόν σήμερα, ίσως και να παρακολουθήσει, ακόμη και να διεγείρει, αρκετά εκατομμύρια νευρώνων στον φλοιό (τη γκρίζα ουσία μας) όταν θα έχει ολοκληρωθεί η ανάπτυξη του εν λόγω chip.

Ένας από τους κύριους μακροπρόθεσμους στόχους για τους ερευνητές του πανεπιστημίου του Rice είναι να μπορούν να σαρώνουν τον εγκέφαλο σε αρκετά βαθιά επίπεδα για να κατανοήσουν τα βασικά στοιχεία των αισθητηριακών εισροών – και αυτό είναι το κλειδί για την τελική γνώση και τον έλεγχο αυτών των αισθητηριακών εισροών.

“Η έμπνευση προέρχεται από την πρόοδο στην κατασκευή ημιαγωγών”, λέει μία ερευνήτρια από την ομάδα, η Jacob Robinson. “Μπορούμε να δημιουργήσουμε εξαιρετικά πυκνούς επεξεργαστές με δισεκατομμύρια στοιχεία σε ένα τσιπ για το τηλέφωνο στην τσέπη μας. Γιατί λοιπόν να μην εφαρμόζουμε αυτές τις προόδους σε νευρικές διεπαφές;”

Οι ερευνητές αναπτύσσουν το FlatScope σε συνεργασία με την υπηρεσία άμυνας DARPA και ως μέρος του προγράμματος NESD, με σκοπό την ανάπτυξη ενός πλήρως λειτουργικού, εμφυτεύσιμου συστήματος που να επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ του εγκεφάλου και του ψηφιακού κόσμου.

“Μια τέτοια διεπαφή θα μετατρέψει την ηλεκτροχημική σηματοδότηση που χρησιμοποιείται από τους νευρώνες στον εγκέφαλο σε μονάδες και μηδενικά, που αποτελούν τη γλώσσα της τεχνολογίας της πληροφορικής και μάλιστα σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα από ό, τι είναι σήμερα δυνατό”, λέει η DARPA.

Τελικά, θα μπορούσε να επιτρέψει στους μερικώς ή ολικώς τυφλούς να δουν τον κόσμο μέσω μιας φωτογραφικής μηχανής που καρφιτσώνεται στο πουκάμισό τους, αν και αυτό είναι ακόμα κάπως μακρινό.

Αυτή τη στιγμή όλη η ομάδα έχει ένα πρωτότυπο που τοποθετείται πάνω από τον εγκέφαλο και ανιχνεύει οπτικά σήματα από νευρώνες στον φλοιό.

Αντί για τα 16 ηλεκτρόδια που έχουν σήμερα τα καλύτερα συστήματα παρακολούθησης του εγκεφάλου, το FlatScope θα μπορούσε να διαχειριστεί χιλιάδες όταν θα έχει ολοκληρωθεί, λένε οι ερευνητές.

Εργάζονται με ειδικούς επιστήμονες επί της βιοφωταύγειας για να βρουν τρόπους να αναγκάσουν τους νευρώνες να απελευθερώνουν φωτόνια όταν διεγείρονται, δημιουργώντας ένα φωτεινό σόου που να αποκαλύπτει πολύ περισσότερα για την εσωτερική λειτουργία του εγκεφάλου.

Η ομάδα βασίζεται επίσης στη δουλειά που έχουν κάνει με το FlatCam: έναν εξαιρετικά λεπτό, χαμηλής ισχύος αισθητήρα κάμερας που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε εμφύτευμα.

Μια άλλη πρόκληση είναι να βάλουν μαζί τους αλγόριθμους που μπορούν να αναλύσουν τα δεδομένα που προέρχονται από τον εγκέφαλο και να κατανοήσουν τους τρισδιάστατους χάρτες της δραστηριότητας του φωτός και αυτής των νευρώνων που διεγείρονται.

Και αφού ξεπεραστούν όλα αυτά τα δευτερεύοντα εμπόδια, οι επιστήμονες θα πρέπει επίσης να μελετήσουν πώς ολόκληρη η συσκευή θα παίρνει ενέργεια ώστε να μεταδίδει και να λαμβάνει δεδομένα ασύρματα.

Αυτό είναι σίγουρα αρκετά μεγάλο εμπόδιο για να ξεπεραστεί – η ομάδα έχει λάβει χρηματοδότηση για τα επόμενα τέσσερα χρόνια – αλλά αν αυτή η διεπαφή μπορεί να τελειοποιηθεί, τότε οι κατεστραμμένες ανθρώπινες αισθήσεις θα μπορούσαν να αντικατασταθούν από ψηφιακά ισοδύναμα. Είτε αυτό είτε μπορούμε να δημιουργήσουμε τον πιο εντυπωσιακό κόσμο εικονικής πραγματικότητας που δημιουργήθηκε ποτέ.

Αν ανυπομονείτε να δείτε πώς θα αναπτύσσεται το όλο έργο τα επόμενα χρόνια μπορείτε να μένετε ενημερωμένοι μέσω του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Rice.


Πηγή: Science Alert
DAVID NIELD
18 ΙΟΥΛ 2017

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s