ساخت کوله‌پشتی که به دستگاه اسکن مغز تبدیل می شود

 

پژوهشگران آمریکایی با همکاری “زهرا آقاجان”، دانشمند ایرانی، یک کوله‌پشتی ارائه داده‌اند که می‌تواند به بررسی فعالیت‌های مغز بپردازد.

دانشمندان “دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس”(UCLA) با همکاری “زهرا آقاجان”(Zahra Aghajan)، دانشمند ایرانی این دانشگاه، نوعی کوله‌پشتی ابداع کرده‌اند که می‌تواند فعالیت مغز کاربر را هنگامی که او کارهای روزمره زندگی خود را انجام می‌دهد، ردیابی کند. شاید این فناوری پیشرفته بتواند به درک نحوه عملکرد مغز و همچنین بررسی بیماری‌هایی مانند پارکینسون و اختلال استرس پس از سانحه کمک کند.

اسکن کردن مغز، به فضا و همین‌طور هزینه زیادی نیاز دارد و بیماران باید حدود یک ساعت زمان صرف کنند.

“تیموتی اسپلمن”(Timothy Spellman)، از پژوهشگران “دانشکده پزشکی وایل کرنل”(Weill Cornell Medicine) آمریکا در مورد این کوله‌پشتی گفت: این فناوری، آنچه را که با تجهیزات قابل حمل مربوط به علوم اعصاب ممکن می‌شود، به نمایش می‌گذارد. شاید این کوله‌پشتی و مجموعه ابزارهای مربوط به آن بتوانند چشم‌انداز پژوهش در مورد علوم اعصاب را گسترش دهند و به بررسی مغز در زمانی که بدن در حرکت است، کمک کنند.

روش “تحریک مغناطیسی مغز”(TMS) که اغلب برای درمان افسردگی شدید به کار می‌رود نیز قابل حمل نیست و بیماران باید حدود ۳۰ دقیقه را در آزمایشگاه بگذرانند.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس در تلاش برای یافتن یک روش بهتر، این کوله‌پشتی را ابداع کردند. کاربران برای استفاده از این روش جدید باید یک کوله‌پشتی به وزن چهار کیلوگرم را بر پشت خود حمل کنند تا به جمجمه نزدیک باشد. یک ایمپلنت عصبی که در مغز قرار گرفته است، امکان ارتباط را فراهم می‌کند. این کوله‌پشتی، به مجموعه ابزارهایی مجهز است که امکان جمع‌آوری داده‌ها را در زمان واقعی و به واسطه ایمپلنت مغزی فراهم می‌کند. کاربر در همین زمان، تجهیزات دیگری را نیز استفاده می‌کند که به ثبت نوار مغزی و فعالیت‌های بدن او می‌پردازند. یکی از این تجهیزات، یک کلاه مخصوص مجهز به چند الکترود است که فعالیت مغز را بررسی می‌کنند، عینکی که به ردیابی حرکات چشم می‌پردازد و ابزار دیگری که ضربان قلب و تنفس را بررسی می‌کنند. همه اطلاعات به دست آمده از این تجهیزات را می‌توان با سیگنال‌های منتشر شده از ایمپلنت مغزی، هماهنگ کرد.

آقاجان گفت: زیبایی فناوری ما در این است که داده‌های بسیاری را به صورت همزمان ارائه می‌دهد.

پژوهشگران در این پژوهش نشان دادند که این کوله‌پشتی می‌تواند به ثبت فعالیت مغز و تحریک نواحی متفاوت آن بپردازد. کوله‌پشتی در آزمایش‌ها توانست داده‌هایی مشابه داده‌های دستگاه اف‌ام‌آرآی را جمع کند و همچنین مانند روش تحریک مغناطیسی مغز، به تحریک مغزی بپردازد.

این کوله‌پشتی، به پژوهشگران کمک کرد تا بتوانند نحوه عملکرد مغز کاربر را هنگام حرکت و تعامل او با دیگران مورد بررسی قرار دهند.

تنها افرادی می‌توانند از این فناوری استفاده کنند که ایمپلنت عصبی را در مغز خود داشته باشند. پزشکان از این ایمپلنت‌ها برای بررسی و درمان طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها از جمله پارکینسون، صرع و اختلال وسواس فکری- عملی استفاده می‌کنند.

این پژوهش، در مجله “Neuron” به چاپ رسید.

دانشمندان “موسسه ملی فناوری و استانداردها”(NIST) و “آزمایشگاه‌های ملی سندیا” در مطالعه اخیرشان روشی غیر مخرب اما نفوذی ایجاد کرده‌اند که با استفاده از نوترون‌ها می‌تواند میدان‌های الکتریکی را در فضاهایی که توسط کاوشگرهای معمولی قابل دسترسی نیست، تشخیص دهد.

این روش می‌تواند سبب توسعه دستگاه‌های سنجشی شود که از دیواره‌ها عبور می‌کنند و میدان‌های الکتریکی موجود در اجزای الکترونیکی را تشخیص می‌دهند که این یک قابلیت مفید برای غربالگری امنیتی و سایر برنامه‌های تشخیصی است.

“دن هازی”(Dan Hussey)، فیزیکدان این موسسه گفت: این اولین بار است که کسی می‌تواند یک میدان الکتریکی را که از نظر فیزیکی جدا شده است، تصویربرداری کند. ممکن است چیزی وجود داشته باشد که شما نمی‌خواهید آن را جدا کنید اما می‌خواهید آن را بررسی کنید. این رویکرد ممکن است راهی نوین برای دیدن میدان‌های الکتریکی آن شی ارائه دهد. در این روش از پرتوی شدید نوترون‌های قطبی استفاده شده است. نوترون‌ها توانایی نفوذ در مواد متراکم مانند فلزات را دارند. نوترون‌ها خاصیت مغناطیسی به نام چرخش دارند که می‌تواند توسط یک میدان مغناطیسی دستکاری شود. جهت چرخش نوترون تحت تأثیر مغناطیس است.

حتی برای میدان الکتریکی قوی که در این آزمایش از آنها استفاده شده است، میدان مغناطیسی موثر ضعیف بود(حدود ۵۰ برابر کوچکتر از میدان مغناطیسی زمین). با این وجود، این میدان مغناطیسی ضعیف جهت چرخش مغناطیسی نوترون را کمی کج کرد. در آزمایش‌ها، زاویه شیب کمتر از یک درجه بود اما با استفاده از یک روش قطب سنجی حساس که توسط محققان توسعه داده شد، یک چرخش کوچک با دقت حدود یک صدم درجه اندازه گیری شد. برای انجام دقیق اندازه گیری‌ها، دانشمندان روشی را توسعه دادند که حساسیت آن در حدود ۱۰۰ برابر قطبیت متعارف بود. روش آنها متکی بر رفتار نوترون‌ها هنگام ورود به نوعی آهنربای الکتریکی به نام سیم لوله است که در رابطه با فیلتر چرخش نوترون قطبی شده استفاده می‌شود. این دستگاه برای اهداف دیگر توسعه یافته است، اما برای این اکتشاف ایده آل است.

هازی گفت: نوترون از نظر الکتریکی خنثی است و بنابراین ما از آن برای درک میدان الکتریکی استفاده می‌کنیم.”یوان یو ژائو”(Yuan-Yu Jau)، فیزیکدان ساندیا این ایده را ارائه داد.

هازی در انتها گفت: نتایج فقط معتبر بودن مفهوم را نشان می‌دهد و ما طی این مطالعه از آن برای دیدن اشیای فلزی استفاده نکردیم اما در آینده نزدیک این کار را خواهیم کرد.

 

منبع: ایسنا