بازیابی خاطرات با ایمپلنت مغزی

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ سازمان دارپا در سال 2013 برنامه ای به نام «رم» (RAM¹) را با هدف توسعه نوعی ایمپلنت مغزی راه اندازی کرد. رم قابلیت عملکرد طبیعی ذهن سربازانی را بازیابی می کند که دچار بیماری یا آسیب مغزی  شده اند. 4 سال پس شروع این پروژه نتایج قابل توجهی از بررسی های آن به دست آمده است.

پژوهشگران مرکز درمانی «ویک فرست بابتیست» (Wake Forest Baptist Medical Center) و دانشگاه کالیفرنیای جنوبی که روی توسعه ی رم فعالیت می کنند، نتایج موفقیت آمیز اولین ایمپلنت انسانی را منتشر کردند. بر اساس این اطلاعات محققان توانستند با کمک کدهای عصبی خود بیمار، عملکرد حافظه ی وی را ترمیم کنند. همچنین با مطالعه روی افراد داوطلب مشخص شد عمکلرد حافظه ی کوتاه مدت تا 37 درصد بهبود پیدا کرده است.

جاستین سانچز (Justin Sanchez)، مدیر دفتر فناوری های بیولوژیکی دارپا و مدیر برنامه ی رم گفت:

سرمایه گذاری های فزاینده ی دارپا روی فناوری عصبی در طول 2 دهه ی گذشته، باعث شد تا به نقطه ای قابل توجه برسیم. امروزه ما فناوری هایی را به منظور درمان یا کاهش اثر بدترین نوع بیماری ها و آسیب های مغزی آزمایش می کنیم.

دانشمندان به منظور دستیابی به هدف بالا روی «حافظه ی رویدادی» (episodic memory) تمرکز کرده اند. این نوع حافظه اطلاعاتی را نگاه داری می کند که فرد تنها برای مدت زمان کوتاهی نیاز به یادآوری آنها دارد. برای مثال می توان به محل پارک خودرو و نوع وعده ی غذایی گذشته اشاره کرد. از دست دادن این نوع حافظه، شایع ترین نوع فراموشی در بین بیمارانی است که آسیب مغزی دیده اند.

برای بهبود عملکرد حافظه ی رویدادی پژوهشگران مطالعات خود را روی هیپوکامپ (hippocampus)، منطقه ای که به عنوان مرکز شکل دهی خاطرات شناخته می شوند، محدود کردند. هیپوکامپ به چندین ناحیه با نام های «CA1» و «CA3»، تقسیم می شوند که وظایفی مانند رمزنگاری یا رمزگشایی حافظه ی انسان را دارند. زمانی که ذهن اطلاعات تازه ای را دریافت کرده و قصد رمزنگاری آن را به عنوان خاطرات دارد، نورون های CA3 ارسال شده و داده ها را نشانه گذاری می کنند. فعالیت های عصبی CA1 نیز داده ها را بازیابی می کند.

پژوهشگران از الکترودهای جایگذاری شده روی مغز بیماران صرعی، به منظور ثبت فعالیت های عصبی استفاده کردند. به همین منظور نوعی آزمایش به یادآوری تصویر را طراحی شد. در این شیوه تصویر ساده ای به رنگ سیاه به مخاطب نشان داده می شد. پس از تأخیری چند ثانیه ای، تعدادی عکس به نمایش گذاشته شده، از وی می خواستند تا نمونه ی اولیه را شناسایی کند. نتایج نشان داده پروژه ی رم عملکرد حافظه ی کوتاه مدت را 37 درصد بهبود می دهد.

آزمایش مشابهی نیز برای بررسی عملکرد حافظه ی بلند مدت انجام شد. نتایج این تحقیق نیز بهبود 35 درصدی را نشان می داد.

پژوهشگران توضیح دادند، تحریک CA1، جایگزین فعالیت های طبیعی آن نمی شود و تنها عمکلرد حافظه ی بیمار را بهبود داده، به تقویت آن کمک می کند.

پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا، به عنوان دیگر فعالان پروژه ی رم، شیوه ی تقریبا متفاوتی را برای ذخیره سازی و تحریک شبکه ی عصبی ایجاد کردند که تنها زمانی به تحریک الکترونیکی می پردازد که پیش بینی کند، عملکرد حافظه کاهش یافته است. در آزمایش طراحی شده توسط این گروه، فهرستی از کلمات به داوطلبان نشان داده شد. نتیجه ی این بررسی بهبود 15 درصدی عملکرد حافظه را نشان می دهد.

سانچز افزود:

برنامه ی رم به منظور دستیابی به پیشرفت های شگفت انگیز در زمینه ی علوم اعصاب، هوش مصنوعی و توسعه ی رابط های عصبی برای بیماران ادامه پیدا می کند. دارپا در نهایت می تواند به جانبازان و آسیب دیدگان ذهنی کمک کند تا با از دست دادن حافظه مقابله کنند.

1. _{Restoring Active Memory}