الخطوة الأولى نحو طرف اصطناعي للذاكرة

طور الباحثون أول جهاز ذاكرة اصطناعي - غرسة عصبية ، في الفئران ، أعادت وظائف المخ المفقودة وحسنت الاحتفاظ بالذاكرة على المدى القصير. في حين أن الاختبار البشري لا يزال هدفًا بعيد المنال ، فإن الغرسة توفر دليلًا على أن الشفرة العصبية المعقدة للدماغ يمكن تفسيرها وإعادة إنتاجها لتعزيز الوظيفة الإدراكية.

رقاقة للذاكرة: تستخدم الشريحة الصغيرة الموجودة في مركز هذا الزرع خوارزمية لتحويل الإشارات العصبية الواردة إلى نبضات صادرة يمكن أن تساعد الذاكرة في الفئران. يأمل الباحثون أن تكون الغرسة هي الخطوة الأولى نحو تركيب ذاكرة اصطناعية للبشر.

الجهاز ، الذي يتكون من شريحة صغيرة ومجموعة من 32 قطبًا كهربائيًا ، يجمع بين الرياضيات وعلم الأعصاب. يوجد في قلبه خوارزمية تفك الشفرة وتكرر الشفرة العصبية التي ترسلها إحدى طبقات الدماغ إلى أخرى. الوظيفة التي استعادتها الغرسة محدودة - كانت الفئران قادرة على تذكر أي من الرافعتين ضغطت عليهما. لكن يعتقد مبتكروه أن جهازًا على نفس المبدأ يمكن استخدامه يومًا ما لتحسين استدعاء الأشخاص الذين يعانون من السكتة الدماغية أو الخرف أو تلف دماغي آخر.



عالم الأعصاب بجامعة ويك فورست صموئيل ديدويلر دربت الفئران أولاً على الضغط على رافعتين مختلفتين على التوالي. تعلمت الحيوانات الضغط على رافعة واحدة عند تقديمها لهم ثم ، بعد تأخير ، تذكر أيها ضغطت واختر الأخرى في المرة الثانية. أثناء قيام الفئران بالمهمة ، سجلت مجموعتان من الأقطاب الكهربائية الدقيقة نشاط الخلايا العصبية الفردية على الجانبين الأيمن والأيسر من الحُصين ، وهي منطقة من الدماغ تعزز الذاكرة قصيرة المدى عن طريق معالجة المعلومات أثناء مرورها عبر طبقات متعددة. قامت مجموعة من 16 قطبًا كهربائيًا - ثمانية على اليمين وثمانية على اليسار - بمراقبة الإشارات المرسلة من الخلايا العصبية في منطقة من الحُصين تسمى طبقة CA3 ، و 16 قطبًا آخر راقب الإشارات المعالجة التي تتلقاها الخلايا العصبية في طبقة CA1.

معا مع ثيودور برجر قام ديدويلر ، مهندس الطب الحيوي وعالم الأعصاب بجامعة جنوب كاليفورنيا ، بتمييز نمط النشاط العصبي المرتبط بالاستجابة الصحيحة - وهو النمط الذي يشير إلى تكوين ذاكرة صلبة قصيرة المدى. قام الباحثون بتحفيز الأعصاب في نفس النمط وأعادوا اختبار الفئران. هذه المرة ، ارتكبت الحيوانات أخطاء أقل ويمكن أن تتذكر الرافعة التي تضغط عليها حتى بعد فترات التأخير الطويلة. عندما اتخذ الباحثون خطوة أبعد من ذلك ، منعوا تكوين الذاكرة بدواء منع الأعصاب ، وجدوا أن الفئران لا تزال تتذكر الرافعة التي تضغط عليها إذا تم تحفيزها بنمط النبضات العصبية.

إنه عرض مثير للإمكانيات التي لدينا الآن ، ليس فقط لقراءة النشاط العصبي للدماغ ولكن أيضًا التلاعب به ، كما يقول تشارلز ويلسون ، عالم أعصاب وأستاذ فخري بجامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، لم يشارك في البحث. نأمل أن يكون هذا مفيدًا سريريًا في المستقبل.

كان جزء من التحدي في إنشاء الطرف الاصطناعي هو تطوير جهاز يمكنه في النهاية المساعدة في استدعاء العديد من أنواع الذكريات. وهذا يتطلب تعلم استنساخ أنشطة الحُصين. بدلاً من تخزين ذكريات معينة ، يمررها الحُصين إلى ذاكرة الدماغ طويلة المدى ، ويترجمها إلى شكل تستطيع الذاكرة طويلة المدى تخزينه. وبالمثل ، لا تخزن الخوارزمية أمثلة محددة - كيفية تنظيف أسنانك بالفرشاة ، وكيفية إيجاد طريقك إلى المنزل - ولكنها بدلاً من ذلك تنشئ مجموعة من القواعد تشبه إلى حد كبير تلك التي قد يستخدمها برنامج التعرف على الصوت لترجمة لغة إلى أخرى. يقول بيرغر ، نحن لا نحاول فهم اللغة. بدلاً من ذلك ، بناءً على ما نسمعه ، هل يمكننا ترجمة شيء ما من الروسية إلى الصينية دون معرفة أي منهما؟

يعمل بيرغر وديدويلر الآن على زيادة عدد الخلايا العصبية التي يمكنهم مراقبتها ونقل أبحاثهم إلى الرئيسيات غير البشرية - الخطوات التالية في الرحلة الطويلة نحو تطوير غرسة بشرية. لدينا بالفعل التكنولوجيا والقدرة على تسجيل وتحفيز خلية عصبية واحدة في البشر ؛ يقول ويلسون إن المكونات موجودة بالفعل. وحقيقة أنه يمكن فعل ذلك على الحيوانات توحي لي أنه يمكن فعل شيء مماثل للبشر.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به