چین اولین سامانه MRI جهان را برای خواندن مغز ساخت

چین اولین سامانه جامع رابط مغز و کامپیوتر مبتنی بر MRI را با نام uMR Shenguan با امکان خواندن، تعدیل و ارزیابی فعالیت مغز رونمایی کرد.

به گزارش سرویس فناوری تک‌ناک، این سامانه به‌ صورت مشترک توسط شرکت Shanghai United Imaging Healthcare و دانشگاه تیانجین توسعه یافته است. پژوهشگران این فناوری را نخستین راهکار جامع مبتنی بر MRI در جهان می‌دانند که می‌تواند تمام مراحل اصلی تعامل با فعالیت مغز را در قالب یک حلقه بسته انجام دهد.

برخلاف سامانه‌هایی که دستگاه MRI را به تجهیزات مستقل رابط مغز و کامپیوتر متصل می‌کنند، uMR Shenguan فرایند مشاهده، رمزگشایی، مداخله و ارزیابی را در یک چارچوب فنی ادغام کرده است. توسعه‌دهندگان انتظار دارند این قابلیت مسیر استفاده از رابط‌های مغز و کامپیوتر را در تحقیقات و محیط‌های پزشکی هموارتر کند.

بیشتر بخوانید: هدایت بی‌نقص میکروربات‌های مغناطیسی در بدن با تکنیک نوین MRI

MRI به مرکز دریافت اطلاعات و بازخورد تبدیل می‌شود

سایت Interesting Engineering  در این باره نوشته است که یکی از قابلیت‌های مهم uMR Shenguan، ترکیب دقت زمانی و مکانی بالا برای بررسی فعالیت مغز است. به گفته پژوهشگران، این سامانه می‌تواند سیگنال‌های فعالیت عصبی را با دقت زمانی در حد میلی‌ثانیه ثبت کند و هم‌زمان ساختارهای مغزی را با دقت مکانی کمتر از یک میلی‌متر اندازه‌گیری کند.

دقت زمانی بالا امکان ردیابی تغییرات سریع سیگنال‌های مغزی را فراهم می‌کند. در مقابل، وضوح مکانی بالا به پژوهشگران اجازه می‌دهد محل وقوع فعالیت‌های عصبی را با دقت بیشتری شناسایی کنند. ترکیب این دو ویژگی می‌تواند اطلاعات جامع‌تری درباره نحوه عملکرد مغز ارائه دهد.

یکی دیگر از چالش‌های ترکیب MRI با رابط‌های مغز و کامپیوتر، تداخل میان میدان مغناطیسی اسکنر و تجهیزات رابط است. تجهیزات کاشته‌شده می‌توانند اعوجاج‌هایی در میدان مغناطیسی ایجاد کنند که کیفیت تصاویر را کاهش می‌دهد.

uMR Shenguan برای مقابله با این مشکل می‌تواند اعوجاج‌های پیچیده میدان مغناطیسی را جبران کند. مجموعه ابزار رابط مغز و کامپیوتر سازگار با میدان مغناطیسی نیز با هدف کاهش تداخل متقابل میان تجهیزات رابط و دستگاه MRI توسعه یافته است.

اتصال تصویربرداری به فناوری تعدیل عصبی باعث می‌شود MRI در تمام مراحل فرایند رابط مغز و کامپیوتر حضور داشته باشد. در نتیجه، اسکنر فقط برای تصویربرداری و تشخیص استفاده نمی‌شود و نقش مرکز اصلی دریافت اطلاعات و بازخورد حلقه بسته را نیز بر عهده می‌گیرد.

مینگ دونگ، مدیر آزمایشگاه Haihe برای تعامل مغز و کامپیوتر و یکپارچه‌سازی انسان و ماشین اعلام کرده است که این راهکار مشاهده و مداخله در فعالیت مغز را به‌ صورت هماهنگ انجام می‌دهد. این رویکرد می‌تواند رابط‌های مغز و کامپیوتر را از رمزگشایی سیگنال‌ها به سمت شناخت بهتر سازوکارهای مغز هدایت کند.

بیشتر بخوانید: اسکن‌ MRI باعث تشکیل مواد مضر در داخل بدن می‌شود

یک سامانه MRI برای خواندن، مداخله و ارزیابی مغز

پلتفرم uMR Shenguan مجموعه‌ای از فناوری‌های مختلف را در یک سیستم واحد ترکیب کرده است. MRI با وضوح بالای مکانی و زمانی، سازگارسازی و بهینه‌سازی سخت‌افزار، ابزارهای رابط مغز و کامپیوتر سازگار با میدان مغناطیسی و روش تعدیل عصبی هدایت‌شده با MRI از اجزای اصلی این سامانه هستند.

این ترکیب با هدف قابل‌ اندازه‌گیری و قابل‌ کنترل کردن انعطاف‌پذیری عصبی مغز توسعه یافته است. پژوهشگران می‌توانند ابتدا فعالیت مغز را مشاهده کنند، سپس یک مداخله هدفمند انجام دهند و در ادامه تأثیر همان مداخله را با استفاده از همان پلتفرم ارزیابی کنند.

به گفته مینگ، بررسی ساختار و عملکرد مغز با وضوح مکانی و زمانی بالا، یکی از پایه‌های مهم توسعه نسل‌های پیشرفته‌تر رابط مغز و کامپیوتر است.

پیشرفت MRI با میدان فوق‌قوی، توالی‌های تصویربرداری سریع، پردازش بلادرنگ سیگنال‌ها و روش‌های رمزگشایی مبتنی بر هوش مصنوعی نیز ادغام فناوری MRI و رابط مغز و کامپیوتر را سرعت بخشیده است. این پیشرفت‌ها می‌توانند انتقال این فناوری را از تحقیقات آزمایشگاهی به کاربردهای مهندسی و بالینی تسریع کنند.

کاربردهای پزشکی و مصرفی رابط مغز و کامپیوتر

معرفی uMR Shenguan در شرایطی انجام شده است که رابط‌های مغز و کامپیوتر به‌ تدریج از تحقیقات آزمایشی به حوزه‌های پزشکی و صنعتی وارد می‌شوند. مینگ پیش‌بینی کرده است که صنعت BCI در سال ۲۰۲۶ با رشد سریعی روبه‌رو شود.

کاربردهای پزشکی این فناوری در چین اکنون در حوزه‌هایی مانند توان‌بخشی حرکتی، مراقبت‌های ویژه عصبی، روان‌پزشکی، چشم‌پزشکی و شنوایی‌شناسی در حال توسعه است. چنین سامانه‌هایی می‌توانند به شناخت بهتر اختلالات عصبی، هدایت مداخلات و بررسی واکنش بیماران کمک کنند.

با پیشرفت بیشتر این فناوری، کاربردهای رابط مغز و کامپیوتر می‌تواند به حوزه‌های غیرپزشکی نیز گسترش پیدا کند. آموزش، ورزش، بازی‌های ویدیویی، بهبود خواب و ایمنی صنعتی از جمله زمینه‌هایی هستند که برای استفاده آینده از این فناوری مطرح شده‌اند.