درمان بیماری با توسعه عصب مصنوعی

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ پژوهشگران دانشگاه‌های بث، بریستون، زوریخ و اوکلند مدعی هستند عصب‌های مصنوعی روی تراشه‌های سیلیکونی ساخته‌اند که دقیقاً مشابه نمونه‌های واقعی رفتار می‌کنند.

این نوآوری که اولین در نوع خود به حساب می‌آید می‌توان در زمینه‌های گسترده‌ای مانند درمان بیماری‌های آلزایمر و نارسایی قلبی بهره گرفت.

از طرفی عصب‌های مصنوعی برای فعالیت تنها به یک میلیاردم انرژی ریزپردازنده‌ها نیاز ندارند. در نتیجه به ابزاری ایدئال برای ایمپلنت‌های پزشکی و دیگر ابزارهای بیو-الکتریک تبدیل می‌شوند.

از چند دهه قبل، طراحی نورون‌های مصنوعی که به سیگنال‌ها الکتریکی پاسخ می‌دهند و عملکردی کاملاً مشابه نمونه‌های واقعی دارند، هدف بسیاری از پژوهشگران است؛ زیرا به بیمارانی که شبکه عصبی آن‌ها به درستی کار نمی‌کند، امکان بهبود می‌دهد. عصب‌های مصنوعی می‌توانند مدارهای بیولوژیکی بیمار را با تکرار عملکردهای سلامتی و ارائه پاسخ‌های مناسب به بازخوردهای بیولوژیکی به بهبود وی کمک کند.

به عنوان مثال می‌توان به بیماران قطع نخاعی یا نارسایی قلبی اشاره کرد. در مورد دوم مغز پاسخ صحیحی را به عنوان بازخورد سیستم عصبی ارسال نمی‌کند. در نتیجه به علت عدم ارسال سیگنال صحیح قلب نیز به میزان مناسب پمپاژ را انجام نمی‌دهد.

با وجود این محققان ذکر کردند که توسعه نورون‌های مصنوعی با چالش‌های بسیاری مانند پیچیدگی سیستم بیولوژیکی و پیش‌بینی پاسخ مناسب روبه‌رو است.

پژوهشگران موفق شدند از طریق مدل‌سازی رایانه‌ای چگونگی واکنش نورون‌ها به سیگنال‌های الکتریکی و دیگر نورون‌ها را شبیه‌سازی کنند. این مسئله بسیار پیچیده بوده و غیرخطی است. برای مثال اگر یک سیگنال 2 برابر تقویت شود، به این معنی 2 برابر شدن پاسخ نیست، بلکه ممکن است عکس‌العمل چندین برابر بزرگ شود. سپس نوعی تراشه سیلیکونی اختراع کردند که می‌تواند سیگنال‌های عصبی و واکنش‌ها را تقلید کند.

محققان امیدوارند به کمک نوآوری آن‌ها بتوان نسل جدیدی از ایمپلنت‌های هوشمند را به وجود آورد که با توجه به بازخوردهای شبکه عصبی، روند بهبودی بیمار را تسریع می‌کنند.