تطوير أجهزة إلكترونية دقيقة تزرع في الدماغ لعلاج "باركنسون"

تطوير أجهزة إلكترونية دقيقة تزرع في الدماغ لعلاج "باركنسون"

زاد الاردن الاخباري -

طور باحثون من جامعة "تورونتو" الكندية، أجهزة إلكترونية عصبية دقيقة، يمكن زراعتها في الدماغ لمعالجة الاضطرابات الدماغية، مثل: مرض "باركنسون"، والصرع.

وتعتمد الأجهزة المطورة على الذكاء الاصطناعي من خلال رصد الأنشطة غير الطبيعية؛ ما يرفع مستوى أمان زراعتها ويوجه عملها بطريقة ذكية.

وقال الأستاذ الدكتور شيلين ليو، المشارك في الدراسة "تتواصل الخلايا العصبية في الدماغ مع بعضها بواسطة الإشارات الكهربائية، ويمكن تحفيزها بواسطة الأجهزة الإلكترونية لعلاجها بطريقة مشابهة لجهاز تنظيم ضربات القلب".

وأضاف "عند تعرض المريض لنوبة صرع أو رجفة مرضية، تحاول الأجهزة تحفيز الدماغ لإعادة الخلايا العصبية إلى العمل بطريقة طبيعية".

وتابع "تقوم الأجهزة بإشعال وإطفاء الخلايا العصبية، بما يشبه إعادة تشغيل الحاسوب"، وفقًا لموقع ميديكال إكسبريس.

ونجح الباحثون في دمج الأجهزة العصبية ضمن شرائح سيليكون دقيقة، من خلال طريقة تصنيع مماثلة لصناعة الشرائح الإلكترونية المستخدمة في أجهزة الحاسوب والهواتف الذكية.

واستطاع الباحثون تصغير أحجام الأجهزة وتقليل استهلاكها للطاقة؛ ما يسمح بتقليل خطر عملية الزراعة في الدماغ واستخدامها على المدى الطويل.

وقال ليو "صممنا أجهزة دقيقة جديدة من خلال استخدام تقنيات تصميمية عالية الدقة"، وحاول الباحثون سابقًا زيادة قدرات الذكاء الاصطناعي لرفع كفاءة الأجهزة الطبية وتقليل الآثار الجانبية للتحفيز الزائد.

واستخدم الفريق خوارزميات تعتمد على التعلم العميق، تستخرج معلومات من مجموعات البيانات الجديدة، وتسمح بكشف مؤشرات حيوية خفية تهملها النماذج التقليدية المستخدمة سابقًا.

وأوضح ليو "تنتج معظم أجهزة التحفيز العصبي الحالية إشارات كهربائية بمعدل ثابت، في حين نستطيع تشغيل أجهزتنا في الوقت المناسب عند الحاجة إليها فقط".

ولكن القدرة الحسابية المرتفعة لنماذج التعلم العميق تجعل دمجها في الأجهزة العصبية من التحديات الصعبة التي تواجه التقنية الجديدة، ويجب أن تحدث المعالجة بالكامل ضمن الشرائح الإلكترونية الدقيقة.

ولحل المشكلة، طور الباحثون نماذج التعلم العميق لتتوافق مع الحالة المختلفة لكل مريض.

وأشار ليو إلى أن التقنية قابلة للتوظيف في مجال واسع من التطبيقات المتعلقة بعلاج الاضطرابات العصبية، علمًا أن نحو مليار شخص حول العالم يعاني من اضطراب دماغي.

ويسعى الباحثون مستقبلًا نحو استخدام التقنية في علاج أمراض عديدة، مثل: الاكتئاب المزمن، وفقدان الذاكرة، واضطرابات النوم.

---