کوانتوم ران

اعتبار تصویر:

iStock

بینایی با ایمپلنت مغزی: ایجاد تصاویر در مغز

نوع جدیدی از ایمپلنت مغزی می‌تواند به طور بالقوه بینایی نسبی را برای میلیون‌ها نفری که با اختلالات بینایی دست و پنجه نرم می‌کنند بازیابی کند.

نویسنده:
نام نویسنده
آینده نگاری کوانتوم ران
اوت 17، 2022

خلاصه بینش

نابینایی یک موضوع گسترده است و دانشمندان در حال آزمایش با ایمپلنت های مغزی برای بازگرداندن بینایی هستند. این ایمپلنت‌ها که مستقیماً در قشر بینایی مغز قرار می‌گیرند، می‌توانند به طور قابل‌توجهی زندگی افراد دارای اختلالات بینایی را بهبود بخشند و به آن‌ها اجازه می‌دهند تا اشکال اصلی و احتمالاً بیشتر در آینده را ببینند. این فناوری در حال تکامل نه تنها چشم انداز استقلال را برای افراد کم بینا افزایش می دهد، بلکه سؤالاتی را در مورد تأثیرات اجتماعی و محیطی گسترده تر آن ایجاد می کند.

زمینه بینایی کاشت مغز

یکی از شایع ترین آسیب ها در جهان نابینایی است که بیش از 410 میلیون نفر را در سطح جهان به میزان های مختلف تحت تاثیر قرار می دهد. دانشمندان در حال تحقیق بر روی درمان های متعددی برای کمک به افراد مبتلا به این بیماری هستند، از جمله کاشت مستقیم در قشر بینایی مغز.

به عنوان مثال یک معلم 58 ساله که 16 سال نابینا بوده است. پس از اینکه یک جراح مغز و اعصاب 100 میکروسوزن را در قشر بینایی او برای ضبط و تحریک نورون ها کاشت، سرانجام توانست حروف را ببیند، لبه های اشیاء را شناسایی کند و یک بازی ویدئویی مگی سیمپسون بازی کند. سپس آزمودنی از عینک‌هایی با دوربین‌های فیلمبرداری مینیاتوری و نرم‌افزاری استفاده کرد که داده‌های بصری را کدگذاری می‌کرد. سپس اطلاعات به الکترودهای مغز او فرستاده شد. او شش ماه با ایمپلنت زندگی کرد و هیچ اختلالی در فعالیت مغزی یا سایر عوارض سلامتی خود نداشت.

این مطالعه که توسط تیمی از دانشمندان دانشگاه میگل هرناندز (اسپانیا) و موسسه علوم اعصاب هلند انجام شد، نشان دهنده جهشی به جلو برای دانشمندانی است که امیدوارند مغز بصری مصنوعی ایجاد کنند که به افراد نابینا کمک کند تا مستقل تر شوند. در همین حال، دانشمندان در بریتانیا یک ایمپلنت مغزی ساختند که از پالس های جریان الکتریکی طولانی برای بهبود وضوح تصویر برای افراد مبتلا به رتینیت پیگمانتوزا (RP) استفاده می کند. این بیماری ارثی که از هر ۴۰۰۰ بریتانیایی ۱ نفر را مبتلا می‌کند، سلول‌های تشخیص‌دهنده نور را در شبکیه از بین می‌برد و در نهایت منجر به نابینایی می‌شود.

تاثیر مخرب

در حالی که امیدوار کننده است، قبل از اینکه این درمان در حال توسعه به صورت تجاری ارائه شود، آزمایشات زیادی لازم است. تیم‌های تحقیقاتی اسپانیایی و هلندی در حال بررسی چگونگی پیچیده‌تر کردن تصاویر ارسالی به مغز و تحریک الکترودهای بیشتری در یک لحظه هستند تا افراد بتوانند چیزی فراتر از اشکال و حرکات اولیه را ببینند. هدف این است که افراد مبتلا به اختلالات بینایی را قادر به انجام وظایف روزانه، از جمله توانایی شناسایی افراد، درگاه‌ها یا اتومبیل‌ها کند که منجر به افزایش ایمنی و تحرک می‌شود.

با دور زدن پیوند قطع شده بین مغز و چشم، دانشمندان می توانند بر تحریک مستقیم مغز برای بازیابی تصاویر، اشکال و رنگ ها تمرکز کنند. خود فرآیند پیوند، که مینی کرانیوتومی نامیده می شود، بسیار ساده است و از روش های استاندارد جراحی مغز و اعصاب پیروی می کند. این شامل ایجاد یک سوراخ 1.5 سانتی متری در جمجمه برای وارد کردن گروهی از الکترودها است.

محققان می گویند که گروهی از حدود 700 الکترود کافی است تا اطلاعات بصری کافی را برای فرد نابینا فراهم کند تا به طور قابل توجهی تحرک و استقلال را بهبود بخشد. هدف آنها افزودن ریزآرایه های بیشتری در مطالعات آینده است زیرا ایمپلنت فقط به جریان های الکتریکی کوچکی برای تحریک قشر بینایی نیاز دارد. یکی دیگر از درمان‌های در حال توسعه، استفاده از ابزار ویرایش ژن CRISPR برای اصلاح و ترمیم DNA بیماران مبتلا به بیماری‌های ژنتیکی نادر چشم است تا بدن را قادر سازد تا به طور طبیعی نارسایی‌های بینایی را درمان کند.

پیامدهای روش های ترمیم بینایی قابل کاشت

پیامدهای گسترده تر ایمپلنت های مغزی که برای بهبود و ترمیم بینایی اعمال می شوند ممکن است شامل موارد زیر باشد:

افزایش همکاری بین دانشگاه‌های پزشکی، استارت‌آپ‌های مراقبت‌های بهداشتی، و شرکت‌های داروسازی با تمرکز بر درمان‌های ترمیم بینایی پیوند مغز، که منجر به پیشرفت‌های شتابان در این زمینه شد.
تغییر در آموزش جراحی مغز و اعصاب به سمت تخصص در روش های کاشت مغز برای ترمیم بینایی، که به طور قابل توجهی آموزش و عمل پزشکی را تغییر می دهد.
تشدید تحقیقات در مورد عینک های هوشمند به عنوان یک جایگزین غیر تهاجمی برای ایمپلنت های مغزی، که باعث پیشرفت در فناوری پوشیدنی برای تقویت بینایی می شود.
استفاده از فناوری کاشت مغز در افراد با دید طبیعی، ارائه قابلیت‌های بصری تقویت‌شده مانند فوکوس شدید، وضوح در فواصل طولانی، یا دید مادون قرمز، و در نتیجه تغییر زمینه‌های مختلف حرفه‌ای که متکی بر افزایش حدت بینایی هستند.
مناظر شغلی با ورود یا ورود مجدد افراد با بینایی بازسازی شده به نیروی کار تغییر می کند که منجر به تغییر در دسترس بودن شغل و الزامات آموزشی در بخش های مختلف می شود.
اثرات بالقوه زیست‌محیطی ناشی از افزایش تولید و دفع دستگاه‌های تقویت بینایی با تکنولوژی بالا، که نیازمند فرآیندهای تولید و بازیافت پایدارتر است.
تغییر در رفتار مصرف کننده و تقاضای بازار به عنوان افزایش دید به یک ویژگی مطلوب تبدیل می شود که بر صنایع مختلف از سرگرمی تا حمل و نقل تأثیر می گذارد.
تغییرات در پویایی اجتماعی و درک ناتوانی، زیرا فناوری کاشت مغزی مرز بین استفاده درمانی و تقویت را محو می‌کند، که منجر به ایجاد هنجارها و ارزش‌های اجتماعی جدید پیرامون پیشرفت انسان می‌شود.