سیستم حافظه پروتز موفقیت آمیز در انسان

در یک تحقیق آزمایشی که در مجله‌ی مهندسی اعصاب امروز منتشر شده است، عملکرد حافظه‌ی کوتاه مدت شرکت کنندگان نشان دهنده‌ی یک بهبود 35 تا 37 درصدی نسبت به اندازه گیری‌های پایه است. این تحقیق توسط سازمان آژانس پیشرفته‌ی تحقیقات دفاع ایالات متحده (DARPA) تأمین مالی شده است.

نویسنده‌ی اصلی این پژوهش، رابرت هامپسون، دکترا، استاد فیزیولوژی / فارماکولوژی و مغز و اعصاب در ویک فارست باپتیست می‌گوید: “برای اولین بار است که دانشمندان توانسته‌اند کد یا الگوی سلولی مغز خود بیمار را برای حافظه شناسایی کنند. و در اصل “درج کردن”، که برای عملکرد بهتر حافظه‌ی موجود کدگذاری می‌کند، اولین گام مهم بالقوه برای بازگرداندن حافظه‌ی از دست رفته است.”

این مطالعه بر بهبود حافظه‌ی اپیزودیک (Episodic memory) متمرکز است، که شایع‌ترین نوع از دست دادن حافظه در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر، سکته‌ی مغزی و آسیب سر است. حافظه‌ی اپیزودیک اطلاعاتی هستند که تازه و برای مدت کوتاهی مفید هستند، مانند جایی که هر روز ماشین خود را در آن پارک می‌کنید. حافظه‌ی مرجع (Reference memory) اطلاعاتی هستند که برای مدت طولانی نگهداری و استفاده می‌شوند، مانند آنچه که در مدرسه به ما یاد داده می‌شوند.

 

 

 دانشمندان در دانشگاه ویک فارست مرکز پزشکی باپتیست و دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) موفق به اجرای یک سیستم پروتز شده‌اند که از الگوهای حافظه‌ی خود شخص برای تسهیل توانایی مغز جهت رمزگذاری و یادآوری حافظه استفاده می کند.

دانشمندان در دانشگاه ویک فارست مرکز پزشکی باپتیست و دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) موفق به اجرای یک سیستم پروتز شده‌اند که از الگوهای حافظه‌ی خود شخص برای تسهیل توانایی مغز جهت رمزگذاری و یادآوری حافظه استفاده می کند.

 

 

محققان بیماران مبتلا به صرع را در “ویک فارست باپتیست” ثبت نام کردند، کسانی که در “روش نقشه برداری مغز” تشخیصی شرکت کرده بودند، که در آنان از الکترود‌های جراحی کاشته شده در بخش‌های مختلف مغز استفاده می‌شد تا منشأ تشنج‌های بیمار را دقیقا مشخص نماید. محققان با استفاده از سیستم پروتز الکترونیکی تیم بر اساس یک مدل ریاضی غیرخطی “چند ورودی چند خروجی” (MIMO)، الگوهای شلیک نورون‌های متعدد در هیپوکامپ (بخشی از مغز درگیر در ایجاد خاطرات جدید) را در هشت نفر از این بیماران تحت تأثیر قرار دادند.

در وحله‌ی اول، محققان، در حالی که شرکت کنندگان در این مطالعه مشغول انجام یک کار حافظه‌ی کامپیوتری بودند، الگوهای نورونی یا “کدها” را ثبت نمودند. یک تصویر ساده مانند یک بلوک رنگی را به بیمار نشان دادند و پس از تأخیر کوتاهی که صفحه‌ی نمایش خالی بود، از آنها خواسته شد تا اولین تصویر را از بین چهار یا پنج تصویر نشان داده شده بر روی صفحه‌ی نمایش، نشان بدهند.

دانشمندان در دانشگاه ویک فارست مرکز پزشکی باپتیست و دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) موفق به اجرای یک سیستم پروتز شده‌اند که از الگوهای حافظه‌ی خود شخص برای تسهیل توانایی مغز جهت رمزگذاری و یادآوری حافظه استفاده می کند.

تیم USC به رهبری مهندسین زیست پزشکی تئودر برگر، Ph.D.، و دونگ سانگ، Ph.D پاسخ‌های صحیح ضبط شده را تجزیه و تحلیل کرده و یک کد مبتنی بر MIMO را برای عملکرد صحیح حافظه همگذاری نمودند. تیم “ویک فارست باپتیست” این کد را برای بیماران، در حالی که مشغول فراخوانی تصویر بودند، پخش کرد. در این آزمون، عملکرد حافظه‌ی اپیزودیک در بیماران یک بهبودی 37 درصدی را نسبت به سطح پایه نشان داد.

در آزمون دوم، یک تصویر بسیار متمایز را به شرکت کنندگان نشان دادند که پس از یک تأخیر کوتاه از آنان خواسته شد که اولین عکس را از میان چهار یا پنج تصویر دیگر بر روی صفحه‌ی نمایش شناسایی کنند. آزمایشات حافظه با تصاویر مختلف تکرار شده و برای شناسایی و ارائه‌ی کدهای پاسخ صحیح، الگوهای نورونی در طول فرآیند تست ثبت می‌شد.

پس از یک تأخیر طولانی دیگر، تیم همپسون، مجموعه‌ای از سه عکس را در یک زمان به شرکت کنندگان نشان داد که هم شامل تصویر اصلی بود و هم عکس‌های جدیدی که در مجموعه گنجانیده شده بودند و از بیماران خواستند تا عکس‌های اصلی را که 75 دقیقه قبل دیده بودند، شناسایی کنند. در این مطالعه هنگامی که شرکت کنندگان با کدهای پاسخ صحیح تحریک شدند، 35 درصد بهبود حافظه را نسبت به سطح پایه نشان دادند.

همپسون می‌گوید: “ما نشان دادیم که می‌توانیم به محتوای حافظه‌ی خود بیمار برسیم، آن را تقویت کنیم و آن را به بیمار بازگردانیم و حتی زمانی که حافظه‌ی فرد دچار اختلال می‌شود، امکان شناسایی الگوهای شلیک عصبی وجود دارد که نشان دهنده‌ی شکل‌گیری صحیح حافظه است و آنها را از الگوهای نادرست جدا می‌کند. سپس می‌توانیم الگوهای صحیح را برای کمک به مغز بیمار در ایجاد خاطرات جدید به طور دقیق تغذیه کنیم، نه به عنوان جایگزینی برای عملکرد حافظه‌ی ذاتی، بلکه به منظور تقویت آن.”

“تا به امروز ما تلاش کرده‌ایم تا مشخص کنیم آیا می‌توانیم مهارت‌های حافظه را که هنوز هم داریم بهبود بخشیم. ما امیدواریم که در آینده بتوانیم به مردم کمک کنیم تا زمانی که حافظه‌ی کلی آنها شروع به افت می‌کند به خاطرات خاصی دسترسی پیدا کنند، مانند جایی که در آن زندگی می‌کردند یا اینکه بتوانند تصویر مادربزرگشان را به خاطر بیاورند.”

این مطالعه بر مبنای بیش از 20 سال تحقیقات پیش-بالینی در مورد کدهای حافظه به انجام رسیده است، به رهبری سام دادویلر، Ph.D استاد فیزیولوژی و فارماکولوژی در ویک فارست باپتیست، همراه با همپسون، برگ و سانگ.

تحقیقات پیش-بالینی، همان تحریک سازی ها را برای بازیابی و تسهیل حافظه در مدلهای حیوانی با استفاده از سیستم MIMO اعمال کرده بود، که در USC توسعه داده شد.

برای کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.

0

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید
0