الاحصائيات المتقدمة

تقليص

إعـــــــلان

تقليص
لا يوجد إعلان حتى الآن.

أطراف صناعية تحوّل إشارات الدماغ إلى أفعال

تقليص
X
 
  • تصفية - فلترة
  • الوقت
  • عرض
إلغاء تحديد الكل
مشاركات جديدة

  • Font Size
    #1

    أطراف صناعية تحوّل إشارات الدماغ إلى أفعال

    أطراف صناعية تحوّل إشارات الدماغ إلى أفعال

    أجهزة تعويضية ذكية أطراف صناعية تحوّل إشارات الدماغ إلى أفعال

    القاهرة - مازن النجار

    أعلن فريق من علماء الأعصاب بجامعة بتسبرغ الأميركية الأسبوع الماضي عن نتائج تجربة رائدة في مجال تصميم الأطراف التعويضية وإعادة تأهيل ضحايا حوادث بتر الأطراف.

    فقد تمكنوا من إجراء دراسة على مجموعة من القردة تعرضت لحوادث بتر الأطراف أو أصيبت بشلل، بهدف تدريبها على الاعتماد على النفس في تناول طعامها باستخدام طرف (ذراع) صناعي تعويضي تحت سيطرة الدماغ.

    يعتمد التحكم في هذه الذراع الصناعية على جهاز مزروع في أدمغة هذه القردة، بحيث يتيح التقاط بعض أشكال النشاط العصبي، ويسمح بتحريك أطرافها التعويضية بسرعة مناسبة لتتناول الغذاء المخصص لها، فتلتقطه وتضعه إلى الفم.

    يعتبر المراقبون هذا النجاح مؤشراً قوياً على الإمكانات الواعدة لجيل جديد من التكنولوجيا الذكية، وتمثل أملاً وأفقاً جديداً لمرضى الشلل الناجم عن إصابات الحبل الشوكي أو سكتات الدماغ أو أمراض تعطل الأعصاب الحركية.

    وكان هذا المجال البحثي قد شهد تطوير أجهزة يتم زرعها بحيث تمكن مرضى الشلل الرباعي من استخدام فأرة الحاسوب بما يتيح لهم استخدام البريد الإلكتروني وكتابة وإرسال رسائلهم بواسطته، وربما القيام بتحريك ذراع آلية بسيطة.

    يقول البروفسور أندرو شوارتز، قائد فريق البحث بقسم علم الأعصاب في جامعة بتسبرغ، الذي أجرى هذه الدراسة الجديدة إن الهدف البحثي للفريق هو تطوير جهاز تعويضي لمرضى الشلل التام، وسيكون الهدف النهائي هو الوصول إلى فهم أفضل لبنية ووظائف الدماغ الأكثر تركيباً.

    وذكرت دراسة شوارتز وزملائه أنه تم غرز مجسات (استشعار) عصبية في أدمغة القردة التي أجريت عليها الدراسة، وسجلت إشارات من منطقة الدماغ القشرية المسئولة عن الحركة. بعد ذلك، قام الباحثون بتلقينها أو برمجتها (عصبياً) بحيث تقوم بتحريك الذراع الصناعي الآلي البديل، والذي تم وضعه قريباً من الكتف، بواسطة عمود تحريك.

    ولدى إتقان القردة المشاركة في الدراسة لهذه القدرات، تم تحييد دور أذرعها في الحركة، ثم عولجت الإشارات من مجسات الاستشعار بواسطة جهاز حاسوب، لكي تستخدم في التحكم بالأطراف الصناعية. وهكذا تمكنت القردة من السيطرة على هذه الذراع الآلية.

    يؤمل أن يؤدي نجاح هذه التجربة على القردة إلى تطويرها وتطبيقها على البشر من مبتوري الأطراف أو مرضى الشلل، لكن هناك عدة صعوبات تقنية لا بد تذليلها أولاً.

    ففي تجارب سابقة، حدث تراجع في جودة أو دقة الإشارات الواردة من الدماغ مع مرور الوقت، ولا تبدو الأذرع الآلية المستخدمة سهلة الحمل كما أنها لم تتطور بعد باتجاه تحقيق حساسية للمس، وهذا يجعل من الصعوبة بمكان ضبط قوة إمساك الأذرع بالأشياء.

    يد صناعية متقدمة التقنية

    وكانت شركة «تتش بيونكس» البريطانية قد طورت يداً تعويضية إلكتروحيوية (bionic) بتقنية متقدمة، تتيح تحكماً فردياً بالأصابع وإحساساً باللمس أكثر واقعية، كما أوردت «أم آي تي تكنولوجي ريفيو».
    تسمح هذه اليد الصناعية، ولأول مرة، للمستخدم بتشغيل وتحريك الأصابع فردياً، مستقلة عن بعضها البعض، باستخدام عضلات ما تبقى من الذراع.

    وتم تزويد أصابع هذه اليد الصناعية بمستوى عال من الحساسية، تمكن مستخدمها من التقاط كوب من الورق بجهد قليل أو بطاقة من فوق منضدة. وغُلفت أصابعها بشبه جلد، بحيث تبدو وتُحس كيد بشرية أكثر منها طرفاً صناعياً.

    أطلقت شركة تتش بيونيكس «Touch Bionics» البريطانية التي طورت هذه اليد الصناعية عليها اسم i-LIMB، أي الطرف الذكي أو اليد الذكية.

    تعتزم الشركة إماطة اللثام عن هذا الابتكار في المؤتمر العالمي الثاني عشر لـ «الجمعية الدولية للأعضاء التعويضية ووسائل التقويم»، الذي سيعقد بمدينة فانكوفر الكندية، بين 29 يوليو و3 أغسطس القادم.

    السيطرة الكهروعضلية

    ووفقاً لما أورده موقع الشركة، تعمل اليد الصناعية الجديدة بنظام سيطرة فريد عالٍ الاستجابة لسليقة المستخدم وحدسه ونواياه، ويستخدم نظام السيطرة إشارات (مدخلات) كهروعضلية مزدوجة لفتح وإغلاق أصابع اليد شبه الطبيعية.

    فالسيطرة الكهروعضلية توظف الإشارة الكهربية التي تولدها عضلات الجزء الباقي من طرف (ذراع) المريض. وتقوم الأقطاب الكهربية الموضوعة فوق الجلد بالتقاط هذه الإشارة.

    وقد استطاع مستخدمو الأطراف التعويضية الكهروعضلية الأساسية (الحالية) التكيف سريعاً مع نظام السيطرة هذا وإتقان وظائفه واستخدام قدراته خلال دقائق. وقد تم استخدام اليد الجديدة بالفعل من قبل جنود مصابين في حربي العراق وأفغانستان بواسطة أجهزة تفجير بسيطة.

    وكانت جماعة المحاربين المصابين والمهتمة بدعم الجنود المصابين في جبهات القتال، قد قامت بتنظيم لقاء بنيويورك عُرض فيه الجيل القادم من اليد التعويضية. ويتركز اهتمام الجماعة على تقديم أطراف تعويضية وجلسات علاجية وخدمات، تلبي احتياجات جنود فقدوا ذراعاً أو ساقاً أو كليهما.

    وكانت مفاجأة اللقاء أن أحد مشاة البحرية الذي فقد جزءاً من ذراعه وكلا الساقين، كان قادراً على المشي والتفاعل الطبيعي. ورغم كون يده البلاستيكية البيضاء صناعية، فقد استخدمها تقريباً كيد بشرية طبيعية لدى تناوله للطعام، والتقاط الأشياء، وتحية الآخرين. ولدى مصافحته، يمكن الإحساس بأنها مصنوعة من معدن وبلاستيك، لكن قبضتها تُشعرك أنها طبيعية.

    يذكر أن تكلفة الحصول على اليد الإلكتروحيوية «التعويضية» الجديدة يصل لحوالي 9 آلاف جنيه إسترليني أو ما يعادل 18 ألف دولار تقريباً.

    وكان باحثون من معهد تكنولوجيا ماساتشوستس (MIT)، في نوفمبر الماضي، قد أعلنوا عن تطوير سلسلة خطوات هندسية ومعادلات رياضية (ألغورثم) جديدة من أجل تصميم وإنتاج أجهزة تعويضية ذكية، تحول إشارات الدماغ إلى أفعال، لدى مرضى فقدوا أطرافهم شللاً أو بتراً، كما أفادت إصدارات المعهد.
    نشرت حصيلة تطوير هذه التقنية في دراسة بدورية «مجلة الفسيولوجيا (الوظائف الحيوية) العصبية»، وهي تقنية فيما يبدو توحد بين مناهج متباينة اتخذتها مختلف المجموعات البحثية لبناء نموذج أولي لأجهزة تعويضية عصبية للحيوانات أو البشر.

    ألغورتمات بيوهندسية

    يقول الدكتور رام سرينيفاسان، المؤلف الأول للدراسة والباحث في مركز إصلاح الجهاز العصبي بمستشفى ماساتشوستس العام، إن هذا العمل يمثل تقدماً مهما من جهة كيفية بناء «ألغوررتمات» أجهزة تعويضية عصبية لأناس لا يطيقون الحركة أو الكلام.

    وكان سرينيفاسان قد بدأ العمل على «ألغورثم» هذه الأجهزة عندما كان طالباً بالدراسات العليا في قسم الهندسة الكهربائية وعلم الحاسوب.

    من المعلوم أن الصدمات والإصابات والمرض يمكن أن تؤدي إلى الشلل أو بتر الأعضاء، مما يحد من القدرة على الحركة أو الكلام رغم استمرار القدرة على التفكير وتكوين النوايا.

    في إصابات الحبل الشوكي (بالعمود الفقري)، والسكتات ، وأمراض كالتصلب الوحشي الضموري الجانبي (مرض لوجيهريج)، قد تصاب العصبونات أو الخلايا العصبية التي تنقل الأوامر من الدماغ إلى العضلات. وفي حالات بتر الأطراف، يفقد المريض الأعصاب والعضلات معاً.

    تمثل الأجهزة التعويضية العصبية نهجاً هندسياً لمعالجة الشلل والبتر. هنا تستخدم الإلكترونيات لرصد الإشارات (الرسائل) العصبية التي تعكس نوايا الفرد للجهاز التعويضي أو الحاسوب الذي يسعى لاستخدامه.

    تشكل ألغورثمات الأجهزة التعويضية العصبية الصلة أو الوصلة بين الإشارات العصبية التي يتم تسجيلها ونوايا المستخدم التي يتم فك شفرتها لتشغيل الجهاز التعويضي
    .
    على مدى العقد الماضي، انقسمت الجهود الرامية إلى وضع النماذج الأولية لهذه الأجهزة على طول الحدود ذات الصلة بمختلف مناطق الدماغ، ووسائل التسجيل، والتطبيقات. بيد أن تقنية معهد ماساتشوستس المقترحة توفر إطار عمل مشترك يقوم على كل هذه الجهود المختلفة.

    دوائر وسهام

    استخدم هذا البحث طريقة تسمى «النماذج البيانية» التي طبقت على نطاق واسع لحل مشكلات في علوم الحاسوب مثل تحويل حديث إلى نص، أو تحليل الفيديو آلياً. النماذج البيانية المستخدمة من قبل فريق الباحثين هي رسومات بيانية (diagrams) وتتألف من دوائر وسهام تمثل معاً كيف تترتب على نوايا الشخص أنشطة عصبية موجهة للأجهزة التعويضية المستخدمة.

    تمثل الرسوم البيانية علاقة رياضية بين نوايا الشخص نوايا والتجسيد أو التعبير العصبي لتلك النوايا، وما إذا كانت النوايا تقاس بالتخطيط الدماغي (EEG)، أو أنساق القطب الكهربائي لداخل القحف، أو التصوير الضوئي. هذه الإشارات يمكن أن تأتي من عدة المناطق بالدماغ، بما في ذلك البنى القشرية وتحت القشرية.

    حتى البارحة، كان الباحثون العاكفون على أجهزة تعويضية ذات صلة بالدماغ يستخدمون ألغورثمات أو حلولاً مختلفة وفقاً للطريقة التي يستخدمونها لقياس نشاط المخ. هذا النموذج الجديد قابل للتطبيق مهما كان أسلوب القياس المستخدم. فليس هناك حاجة لإعادة اختراع نموذج جديد لكل طريقة أو لكل منطقة في الدماغ.

    تحديات مهمة

    يؤكد سرينيفاسان على وجود كثير من التحديات لا تزال قائمة في تصميم ألغورتمات الأجهزة التعويضية العصبية، قبل أن تصبح التقنية الجديدة متاحة للاستخدام. ورغم أنه ألغورثم يسعى لإطار عمل موحد، لكنه ليس شاملاً بالمطلق.

    فهو يدعم طرق متعددة لتطوير أطراف تعويضية، لكنه ليست النهج الوحيد والنهائي وفقاً لتوقعات هؤلاء الباحثين في السنوات القادمة. وعلاوة على ذلك، هناك اعتبارات رئيسة في أي جهاز تعويضي إلكتروحيوي مثل الكفاءة في استخدام الطاقة والمتانة.

    من خلال فهم كمي أفضل للكيفية التي يسيطر بها الدماغ عادة على الحركة وآليات المرض ذاته، يأمل سرينيفاسان أن تتمكن هذه الأجهزة يوماً ما من السماح بمستوى المهارة الذي تصوره الأفلام السينمائية لهذا النمط من الأجهزة الذكية.

    لا يزال البون شاسعاً بين النماذج الأولية المتاحة والهدف النهائي المنشود. فترجمة أو تحويل ألغورثم إلى جهاز إكلينيكي تؤدي مهامه على أكمل وجه سيتطلب قدراً كبيراً من البحث والتطوير، ولكنه يمثل أيضاً سبيلاً مثيراً إلى التطوير العلمي والهندسي في السنوات القادمة.

    جريدة العرب القطرية
    حبي الغالـي قطــر ألف مبروك فوزك بتنظيم مونديال 2022م

    (( جعل مثواك جنة النعيم ياأختي الوحيدة وحبيبة قلبي والله أنتي وأمي وبس اللي في القلب ..
    وشوقي لكما وحزني عليكما سيطول يالغاليات ))

    ** والله أحبك يا قطر ** قدّ السما وقدّ البحر **
    ** وقدّ الصحاري الشاسعة ** وقدّ حبات المطر **
    ** والله أحبك يا قطر **

    (( المسمى الجديد الآن هو الأشخاص ذوي الإعاقة وليس المعاقين أو ذوي الاحتياجات الخاصة بناء على طلبهم في اجتماعات اتفاقية حقوق الأشخاص ذوي الإعاقة في نيويورك .. الرجاء نسيان المسميات السابقة كلها ))

  • Font Size
    #2
    خبر جميل
    شكرا لك اختي الكريمه
    اللهم يارب مسني وأهلي الضر وأنت أرحم الراحمين

    تعليق


    • Font Size
      #3
      سبحان المنعم ـ فاليحمد الله السالمون ويشكرون الرب سبحانه وتعالى على نعمه الظاهرة والباطنة وليتفائل المصابون لما قد تحققه التقنية من انجازات بتوفيق الخالق سبحانه

      تعليق


      • Font Size
        #4
        خبر مفيد يامووووووووووووووووووو
        شكرا على هالخبر التي يعطي الامل لكل ما هو بحاجة
        الامل بوجه الله تعالى
        تقديري
        بنت التحدي

        إن حظي كدقيق على الشوك نثروا - ثم جاؤوا بحفاة مع رياح يجمعوا
        اللهم إني أعوذ بك من الهم والحزن ، والعجز والكسل والبخل والجبن ، وضلع الدين وغلبة الرجال " دعاء الكرب: "لا إله إلا الله العظيم الحليم ، لا إله إلا الله رب العرش العظيم ، لا إله إلا الله رب السموات ورب العرش الكريم" " اللهم رحمتك أرجو فلا تكلني إلى نفسي طرفة عين ِ وأصلح لي شأني كله لا إله إلا أنت "

        تعليق


        • Font Size
          #5
          شكرا أختي عاشقة البسمة
          جزاكِ الله خيرا


          يا حي يا قيوم
          برحمتك أستغيث
          أصلح لي شأني كله
          ولا تكلني إلى نفسي طرفة عين
          اللهم آمين
          ربِّ اشرح لي صدري
          ويسر لي أمري
          واحلل عقدة من لساني
          يفقهوا قولي
          اللهم آمين

          اللهم اروي قلبي بالإيمان
          من فضلك افتح الرابط واقرأ المحتوى:
          http://www.7alm-3shg.com/M7AL/7c7/Index.htm

          تعليق

          Loading...


          يعمل...
          X