نیورا-فَست؛ طرحی برای پژوهش در فعالیتهای مغزی
به گزارش واحد فناوری اطلاعات سایبربان؛ نظامیانی که با سامانههای پیچیده کار میکنند، معمولاً سطح بالایی از استرس را تجربه کرده و با آسیبهای مغزی شدیدی روبهرو میشوند، سازمان دارپا برای مقابله با این مسئله در زمان ریاست جمهوری باراک اوباما برنامهای را با نام «نیورا-فست» (1Neuro-FAST) راهاندازی کرد. نیورا-فست، نوعی رویکرد جدید است که سعی دارد با استفاده از پردازش داده، مدلسازیهای ریاضی و رابطهای جدید، عملکرد مغز را در سطحی پیشرفته بررسی بکند.
به تازگی دانشگاه محققان استنفورد اعلام کردهاند با سازمان دارپا در پروژهی نیورا-فست همکاری میکنند. این محققان با همکاری موسسه فناوری کالیفرنیا (California Institute of Technology) شیوهی جدیدی را برای تصویربرداری نوری و روشهای تجزیهوتحلیل دادهها ایجاد کردهاند که به آنها اجازه میدهد فعالیتهای مغزی موشها را در زمان تصمیمگیری دربارهی یک مسئله موردبررسی قرار بدهند.
بر اساس اسناد منتشر شده، نتایج تحقیقات مذکور میتواند به پژوهشگران بینش جدیدی دربارهی نحوهی عملکرد مغز پستانداران و فعالیتهای عصبی آنها هنگام انجام یک فعالیت داوطلبانه ارائه نماید. هدف دارپا از این پژوهش ایجاد یک پایگاه دانش و ابزاری برای جامعهی نیوراتکنولوژی2 (neurotechnology) است تا آنها بتوانند با سرعت بیشتری ساختار و کارکرد مغز را متوجه شوند.
جاستین سانچز (Justin Sanchez)، مدیر برنامهی دارپا گفت: «این سازمان پروژهی نیورا-فست را با هدف ایجاد روشی تازه برای مشاهدهی فعالیتهای مغزی ایجاد کرد. فناوری نوری نوینی که ما توسعه دادهایم به پژوهشگران امکان مشاهدهی فرآیندهای رفتاری را با جزئیات بالا فراهم میکند. دستاورد یاد شده به ما کمک میکند تا نقش نورونهای منحصر به فرد را در هماهنگی و انجام رفتارها متوجه بشویم. من فکر میکنم این موضوع به پایهای برای ابزارهای رابط عصبی آینده تبدیل میشود.»
در طول یک آزمایش موشهایی که ژنوم آنها توسط مهندسی ژنتیک دستکاری شده است، یاد گرفتند زمانی که متوجه یک بوی خاص در هوا شدند شروع به خوردن آب بکنند یا زمانی که بوی دیگری به مشامشان رسید از نوشیدن آب خودداری به عمل آورند. برای این منظور حیوانات باید بتوانند چندین محرک را با یکدیگر ادغام کرده و به کار ببرند؛ به عبارت دیگر آنها باید از وضعیت داخلی بدن خود شناخت داشته و با استفاده از تجربیات گذشته به سرعت و با انعطافپذیری بالا، برای دستیابی به یک هدف خاص (در اینجا نوشیدن یا عدم نوشیدن آب) تصمیمگیری کنند.
کارل دایشرُف (Karl Deisseroth)، ویل آلن (Will Allen) و ایزاک کاوار (Isaac Kauvar) تحقیقات یاد شده را رهبری میکنند. این افراد تصویربرداری کلسیومی3 (calcium imaging) را با میکروسکوپهای دو فوتونی ترکیب کردند تا دیدگاهی با جزئیات را نسبت به مناطقی خاص فراهم بکند. این موضوع به محققان اجازه میدهد عملکرد سراسر نئوکورتکس4 (neocortex) مغز موشها ضبط بشود و به شکلی پویا و واضح انواع سلولها و مدارهای عصبی تحت نظر قرار بگیرند. این در حالی است که نمونههای گذشتهی روش یاد شده تنها به صورت تصویربرداری تکسلولی عمل و محدودیتهای بسیاری را ایجاد میکرد.
سانچزگ گفت: «سازمان دارپا برنامهای بلندمدت برای توسعهی سامانههایی دارد که به اپراتورها در مدیریت بهتر سیستمها و سناریوهای پیچیده که به صورت روزافزون در خدمات نظامی گسترش مییابند، کمک میکند. نیورا-فست به ما ابزار و دانشی میدهد که بتوانیم شروع به ساخت مدارهای عصبی حسی و برنامهنویسی روی آنها بکنیم.»
____________________________
1- Neuro Function, Activity, Structure, and Technology program
2- به هر نوع فناوری که تأثیری اساسی روی نحوهی درک مردم از مغز، جنبههای مختلف آگاهی، تفکر و دستورهای سطح بالای ذهنی داشته باشد، نیورا تکنولوژی گفته میشود.
3- تصویربرداری کلسیومی یک روش علمی است که از آن برای نشان دادن وضعیت کلسیم سلول، بافت یا هر محیط دیگر استفاده میشود. همچنین روشی است که نشان میدهد کدامیک از سلولهای عصبی اصلاح ژنتیکی شده، در حال فعالیت هستند.
4- نئوکورتکس بخشی از مغز پستانداران و لایه ی بیرونی دو نیمکره مغزی است و خود از شش لایه تشکیل میشود.
