به گزارش مرکز ارتباطات و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، امروزه سیستم های واسط مغز و کامپیوتر برای کمک به افراد دچار ضایعه نخاعی در حال توسعه هستند. در بیمارانی که مسیرهای ارتباطی اصلی عصبی میان مغز و اندام ها از دست رفته باشد این سیستم ها نقش یک مسیر جایگزین مصنوعی را برای انتقال فرامین مغزی به اندام های فرد برای بازیابی حرکات توسط اندام ها یا پروتزهای مصنوعی حرکتی ایفا می کنند.
بنابراین در این راستا، ستاد توسعه علوم و فناوری های شناختی معاونت علمی برای توسعه این فناوری در کشورمان طرح های پژوهشی را مورد حمایت قرار می دهد. "کنترل یک وسیله خارجی با استفاده از سیگنال های نورونی قشر موتوری" یکی از این طرح های پژوهشی است که توسط محققان و اساتید دانشگاه علم و صنعت ایران مراحا اجرای خود را پشت سر می گذارد. در این سیستم در مرحله نخست اطلاعات مغزی با استفاده از الکترودهای مناسب از مغز ثبت شده و در مرحله بعد با استفاده از الگوریتم های پردازشی مناسب اطلاعات مغزی به فرمان های کنترلی برای ایجاد حرکت در اندام های طبیعی یا مصنوعی تبدیل می شود. به منظور عملکرد صحیح چنین سیستمی استخراج دقیق پارامترهای حرکتی و نیروی محرکه نقش اساسی دارد. مطالعات نشان می دهد که امکان استخراج دقیق اطلاعات مورد نیاز برای تنظیم و کنترل پارامترهای وابسته به حرکت همچون جهت، موقعیت و سرعت از روی فعالیت های عصبی جمعیتی از نورون ها با روش تهاجمی ثبت خارج سلولی وجود دارد.
فعالیت های اسپایکی که حاوی اطلاعات زمان و نرخ دشارژ تک نورون ها است به عنوان سیگنالی با بیشترین محتوای اطلاعات عصبی شناخته شده است چرا که دارای ریزترین رزولوشن زمانی و فضایی است. با این وجود به دلیل مشکلاتی مانند عدم امکان ثبت دقیق و تعداد زیاد تک نورون ها، عدم پایداری طولانی مدت اسپایک ها در تحقیقات جدید از سیگنال های تحت عنوان پتانسیل میدانی محلی استفاده می شود که حاوی اطلاعات مجموعه سیناپس های محلی به صورت محتوای فرکانس پایین است. به دلیل اهمیت پارامتر نیرو در این پروژه بر روی امکان رمز گشایی نیرو از روی سیگنال های پتانسیل میدانی محلی تمرکز شده است. در این پروژه موش های صحرایی برای انجام یک فعالیت حرکتی که فشاردادن دست بر روی سنسور نیرو برای به چرخش در آوردن یک بازو و دریافت آب به عنوان پاداش است تعلیم دیده اند. این مرحله از کار به خوبی روی چندین موش صحرایی انجام شد.
از جمله دستاودهای این پروژه دستیابی به دانش کاشت آرایه های الکترودی در موجودات زنده است به گونه ای که پس از کاشت آرایه موجود زنده برای مدت طولانی به طور طبیعی به رفتارهای خود ادامه دهد. در این پروژه این امکان فراهم شده که پس از زمان هشت ماه از کاشت آرایه الکترودی همزمان سیگنال های قشر حرکتی را با کیفیت مناسب در حین انجام فعالیت از موش صحرایی دریافت شود. نتایج پروژه نشان می دهد که می توان در هر لحظه اطلاعات نیرو را با استفاده از ابزارهای پردازش مناسب از روی اطلاعات سیگنال هی پتانسیل میدان محلی ثبت شده از آرایه الکترودی با دقت خوبی رمز گشایی کرد.
