دانشمندان از توسعه یک ایمپلنت بسیار کوچک و بیسیم خبر دادهاند که میتواند از طریق نور LED مستقیماً با مغز ارتباط پیدا کند. در آزمایشهای انجامشده روی موشها، این فناوری نتایج امیدوارکنندهای از خود نشان داده و به گفته دانشمندان میتواند مسیر جدیدی در حوزه رابطهای مغز و ماشین (BMI) تعریف کند.
این دستگاه که بدون نیاز به جراحی در زیر پوست سر قرار میگیرد، الگوهای نوری مشخصی را دریافت کرده و سپس آنها را به نورونهایی منتقل میکند که بهصورت ژنتیکی اصلاح شدهاند. در مطالعه جدید، موشها توانستهاند این الگوهای متفاوت از فعالیت مغزی را تشخیص دهند و بر اساس آن، وظایف مشخصی از جمله پیدا کردن محل خوراکیها را انجام دهند.
این ایمپلنت که اندازه آن کوچکتر از انگشت اشاره انسان اعلام شده، نرم و انعطافپذیر است تا با انحنای جمجمه سازگار باشد. درون آن 64 LED بسیار ریز، یک مدار الکترونیکی برای تأمین انرژی و یک آنتن گیرنده تعبیه شده است. کنترل LEDها نیز از طریق یک آنتن خارجی و با استفاده از NFC انجام میشود. این دستگاه بهجای کاشت مستقیم در مغز، زیر پوست قرار میگیرد و نور را از طریق استخوان جمجمه به بافت مغزی منعکس میکند.
با توجه به اینکه سلولهای مغزی بهطور طبیعی به نور واکنش نشان نمیدهند، پژوهشگران از اصلاح ژنتیکی برای ایجاد کانالهای یونی حساس به نور در نورونها استفاده کردهاند. این فرایند باعث میشود نور بتواند فعالیت الکتریکی نورونها را تحریک کند و امکان کنترل دقیق فعالیت سلولهای عصبی وجود داشته باشد.
به گفته دانشمندان، اهمیت این دستاورد معرفی نسل جدیدی از رابطهای مغز و ماشین است که میتوانند ورودیهای مصنوعی (در این مورد نور LED) را بدون نیاز به مسیرهای حسی معمول مانند بینایی، مستقیماً به مغز ارسال کنند. چنین رویکردی میتواند به ساخت دستگاههایی منجر شود که بدون سیمهای مزاحم یا تجهیزات خارجی حجیم، با مغز انسان ارتباط برقرار میکنند.
همچنین برخلاف مطالعات قبلی که تنها یک ناحیه محدود از مغز را هدف قرار داده بودند، دستگاه جدید میتواند بخشهای گستردهای از قشر مغز را بهطور همزمان تحریک کند.
«جان راجرز»، پژوهشگر زیستالکترونیک در دانشگاه نورثوسترن آمریکا و نویسنده ارشد این پژوهش، میگوید این فناوری ابزاری بسیار قدرتمند برای پژوهشهای بنیادین است و در بلندمدت میتواند به حل بسیاری از چالشهای سلامت انسان کمک کند.
پژوهشگران همچنین به کاربردهای بالقوه این فناوری در آینده پروتزهای عصبی اشاره کردهاند که شامل مواردی مثل اضافه کردن حس لامسه به اندامهای مصنوعی یا ارسال سیگنالهای بینایی یا شنوایی به پروتزهای مرتبط میشود. بااینحال، به گفته راجرز، بزرگترین مانع در مسیر استفاده انسانی از این فناوری، دریافت مجوزهای لازم برای اصلاح ژنتیکی سلولهای مغزی است و این امر به پژوهشهای بیشتر و بررسیهای دقیق اخلاقی و ایمنی نیاز خواهد داشت.
