احتمال درمان اختلالات مغزی مختلف با هوش مصنوعی
تعمیرکار: یک ایمپلنت عصبی که از فناوری یادگیری عمیق استفاده می نماید، مثل یک ضربان ساز برای مغز خواهد بود و می تواند تعدادی از اختلالات مغزی مانند صرع و بیماری پارکینسون را درمان کند.
به گزارش تعمیرکار به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، پژوهشگران دانشگاه تورنتو درحال ترکیب هوش مصنوعی و میکروالکترونیک برای ایجاد فناوری نوآورانه ای هستند که ایمن و موثر باشد. این گروه پژوهشی می خواهد از ایمپلنت های عصبی در تراشه های سیلیکونی مینیاتوری به روشی مشابه که برای تولید تراشه های مورد استفاده در کامپیوتر های امروزی به انجام می رسد، استفاده نماید.
بازیابی نورون ها
شیلین لیو(Xilin Liu) پژوهشگر ارشد و استادیار دانشکده علوم کاربردی و مهندسی در دانشگاه تورنتو می گوید: نورون ها بوسیله سیگنال های الکتریکی با یکدیگر صحبت می کنند و یک ایمپلنت عصبی درمانی، مانند ضربان سازی برای مغز، تحریک الکتریکی به وجود می آورد و در موارد رعشه یا تشنج می کوشد نورون ها را به حالت طبیعی بازگرداند.
یک کار علمی درحال پیشرفت
لیو اشاره می کند که این ایمپلنت عصبی، شبکه های عصبی را مانند یک سوئیچ یا مانند دکمه راه اندازی مجدد کامپیوتر روشن و خاموش می کند. وی همین طور پیچیدگی این پروژه پژوهشی را یادآور می شود و خاطرنشان می کند که آنطور که به نظر می آید، ساده نخواهد بود و پژوهشگران همچنان در کوشش برای درک پیچیدگی این پروژه هستند.
لیو که همین طور عضوی از مرکز فناوری عصبی CRANIA است که با همکاری دانشگاه تورنتو و شبکه بهداشت دانشگاهی همکاری می کند، می گوید: دانشمندان هنوز بطور کامل نحوه عملکرد آنرا درک نکرده اند.
این گروه پژوهشی با هدف بهبود سلامت مغز و ایجاد درمان های جایگزین با عصب شناسان، دانشمندان داده و مواد و پزشکان همکاری می کند.
پروژه ایمپلنت عصبی این گروه پژوهشی به عنوان یک گزینه درمانی آینده نگرانه برای بیمارانی که ممکنست به داروهای فعلی واکنش خوبی ندهند، به وجود آمده است. آنها پتانسیل استفاده از هوش مصنوعی را به عنوان یک گزینه درمانی موثر در آینده می بینند که در عین حال واکنش های نامطلوب به تحریک بیش از اندازه در مغز را به حداقل می رساند.
گروه پژوهشی این فناوری را CMOS می نامند که مخفف نیمه هادی اکسید فلزی مکمل است. این فناوری به آنها اجازه می دهد تا اندازه دستگاه و مصرف انرژی آنرا کاهش دهند و به نوبه خود خطرات در رابطه با روش جراحی ایمپلنت عصبی و استفاده طولانی مدت از آنرا می کاهد.
پژوهشگران بمنظور ایجاد بهترین نمونه اولیه برای ایمپلنت عصبی خود از استراتژی ها و مهارتهای مختلفی بهره برده اند و آنها را آزموده اند. لیو می گوید: ما مهارتهای جدید طراحی میکروالکترونیکی مانند تحریک الکتریکی با دقت بالا با متعادل سازی شارژ را توسعه داده ایم.
استفاده از یادگیری عمیق
پژوهشگران از نوعی هوش مصنوعی به نام یادگیری عمیق(DL) استفاده کردند که نوعی از یادگیری ماشینی است که از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده می نماید. یادگیری عمیق از مجموعه ای از الگوریتم ها استفاده می نماید که با داده های جدید، اطلاعات سطح عمیق را یاد می گیرند و استخراج می کنند. یادگیری عمیق همین طور می تواند نشانگرهای زیستی پنهان شامل اندازه گیری عامل یا یافتن نشانه بیماری را شناسایی کند که اغلب در روش های سنتی نادیده گرفته می شوند.
این برای پژوهشگران مفید می باشد، برای اینکه آنها می توانند زمان فعالسازی ایمپلنت های عصبی را برمبنای نشانگرهای زیستی انتخاب کنند و مجبور نباشند بطور مداوم تحریک را تخمین بزنند یا مدام از آن بهره گیرند.
لیو می گوید: اغلب ایمپلنت های موجود بدون توجه به وضعیت بیمار، تحریک الکتریکی را با سرعت ثابتی تولید می کنند. در صورتیکه ما با یادگیری عمیق می توانیم ایمپلنت های عصبی را در زمان بهینه و تنها در صورت لزوم فعال نماییم.
با این وجود، یکی از نکاتی که قابل ذکر است، هزینه محاسباتی است. لیو می گوید برای مثال، یک ایمپلنت عصبی در صورت از دست دادن ارتباطات مخابراتی مانند زمانی که بیمار در آسانسور یا هواپیما قرار می گیرد، نمی تواند از کار بیفتد.
وی می افزاید که هزینه محاسباتی مدلهای یادگیری عمیق، ترکیب چنین فناوری را به چالشی تبدیل می کند.
گروه پژوهشی بمنظور کاهش هزینه های محاسباتی، روش هایی را برای آموزش مدلها تنها برمبنای شرایط هر بیمار به وجود آورده است.
آینده ایمپلنت های عصبی
این مطالعه روی یادگیری عمیق برای ایمپلنت های عصبی که برای تشخیص تشنج استفاده می شوند، در مجله Neural Engineering انتشار یافته است و لیو می خواهد این پژوهش را گسترش دهد. وی می گوید که کار گروهش می تواند در طیف وسیعی از کاربردهای بالینی و روش های پزشکی فراتر از تشنج های صرع مورد استفاده قرار گیرد.
لیو می خواهد از این فنآوری برای انواع اختلالات مغزی استفاده نماید که نزدیک به یک میلیارد نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار داده اند. وی امیدوار است همراه با مطالعه اثرات این ایمپلنت بر بیماریهای صرع و پارکینسون، درمان های جدیدی برای بیماران مبتلا به زوال عقل، درد مزمن، بیماری آلزایمر و افسردگی بوجود آورد.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب