آیا ایمپلنت‌های اوریگامی‌گونه چینی می‌توانند مشکل رابط‌های مغز و رایانه را حل کنند؟

پژوهشگران چینی با الهام از هنر اوریگامی، ایمپلنت‌های مغزی جدیدی طراحی کرده‌اند که می‌توانند با حرکات طبیعی مغز هماهنگ شوند. این فناوری برای حل مشکل اصلی در رابط‌های مغز و رایانه، یعنی جابه‌جایی و آسیب ناشی از الکترودهای صلب، توسعه یافته است. ایمپلنت‌های مارپیچی و انعطاف‌پذیر جدید روی لایه‌ای از هیدروژل قرار می‌گیرند تا اصطکاک و آسیب را به حداقل برسانند.

چالش ایمپلنت‌های مغزی سنتی

در رابط‌های مغز و رایانه متداول، الکترودهای بسیار ظریفی درون بافت مغز کاشته می‌شوند تا فعالیت نورون‌ها را ثبت کنند. اما مغز انسان به طور مداوم با هر ضربان قلب و نفس حرکت می‌کند. این حرکت باعث می‌شود الکترودهای سفت به تدریج جابه‌جا شده یا از محل خود بیرون کشیده شوند؛ پدیده‌ای که می‌تواند کیفیت سیگنال‌ها را کاهش داده یا به بافت مغز آسیب بزند. گزارش‌ها نشان می‌دهد نخستین ایمپلنت انسانی نورالینک در سال ۲۰۲۴ نیز با همین مشکل روبرو بوده است.

ایده‌ای نو از دل اوریگامی

ایده اصلی این فناوری جدید از شاخه‌ای از اوریگامی گرفته شده که در آن علاوه بر تا زدن، از برش‌های هدفمند برای ساخت سازه‌های سه‌بعدی استفاده می‌کند. در این روش، یک صفحه تخت با برش‌های دقیق به ساختاری تبدیل می‌شود که می‌تواند کش بیاید، فشرده شود و پیچ بخورد، بدون آنکه آسیب ببیند. فانگ یینگ، پژوهشگر ارشد مؤسسه تحقیقات مغز پکن چین، تأیید کرده که همین ویژگی‌ها انگیزه تیمش برای یافتن این راهکار تازه بوده است.

طراحی مارپیچی و لایه محافظ هیدروژل

تیم تحقیقاتی که با حمایت آکادمی علوم چین فعالیت می‌کند، موفق به طراحی الکترودهایی مارپیچی و فنرمانند شده‌اند که می‌توانند تنش مکانیکی را جذب کنند. علاوه بر این، ایمپلنت روی لایه‌ای از هیدروژل قرار می‌گیرد که اصطکاک را کاهش می‌دهد، از آسیب حین کاشت می‌کاهد و مانند یک ضربه‌گیر، حرکت مغز را خنثی می‌کند. پژوهشگران از این حالت با عنوان «شناور بودن» ایمپلنت روی مغز یاد می‌کنند.

نتایج امیدوارکننده در آزمایش روی میمون‌ها

آزمایش این سامانه روی میمون‌های ماکاک نشان داده که ایمپلنت جدید قادر است هم‌زمان فعالیت بیش از ۷۰۰ نورون قشری را ثبت کند. نکته مهم این است که این ثبت با جابه‌جایی بسیار کمتر ایمپلنت نسبت به طراحی‌های سنتی همراه بوده است که نشان‌دهنده پایداری بهتر آن در بافت متحرک مغز است.

آینده‌ای متحول برای درمان‌های عصبی

اگر این رویکرد در آزمایش‌های انسانی نیز موفقیت‌آمیز باشد، می‌تواند آینده کاربردهای مهمی مانند کنترل اندام‌های رباتیک برای بیماران فلج، بازگرداندن گفتار و درمان اختلالات عصبی را دگرگون کند. این فناوری مسیری را ترسیم می‌کند که در آن، فناوری به جای تحمیل خود بر مغز، با حرکات و طبیعت آن همراه می‌شود.

منبع: hamshahrionline.ir

اخبار علم و فناوری