بیگ بنگ: اگر مغز بتواند کامپیوتر یا بازوی مکانیکی را کنترل کند، آیا کامپیوتر می تواند، بدون نصب الکترودهایی درون مغز، اندیشه های آدمی را بخواند؟

از سال 1875 معلوم شد که مغز بر پایه جا به جایی الکتریسته درون نورون ها کار می کند، که سیگنال های ضعیفی را می سازد که می توان آنها را با گذاردن الکترودهایی در اطراف سر آدم اندازه گرفت. با تحلیل کردن پالس های الکتریکی گردآوری شده با این الکترودها، می توان امواج مغزی را ثبت کرد. این را EEG( الکترانسفالوگرافی ) 1 می نامند که قادر به ثبت تغییرات کلی در مغز است، مثلا هنگام خوابیدن ، یا حالت روحی، مثل خشم، نگرانی و غیره. نمودار EEG را می توان روی نمایشگر کامپیوتر نشان داد و سوژه قادر به دیدن آن است. پس از مدتی شخص می تواند مکان نما را با اندیشیدن محض جا به جا کند. تاکنون نیلس بیرباومر ( 2 ) از دانشگاه توبینگن توانسته افراد تقریبا فلج را برای تایپ کردن جمله های ساده به این شیوه آموزش دهد. مزیت EEG آن است که می تواند به سرعت امواج فرکانس های گسیلی از مغز را بدون نیاز به تجهیزات پیچیده و گران قیمت آشگار سازی کند. ولی یک عیب بزرگ آن است که EEG نمی تواند اندیشه ها را به مکان های ویژه ای در مغز منتسب کند.

EEG  EEG یا الکروانسفالوگرافی(نوارمغزی)، ثبت فعالیت الکتریکی مغز است، این تکنیک شامل اخذ سیگنال توسط الکترودهای سطحی، بهبود سیگنال (معمولاً تقویت و حذف نویز)، چاپ سیگنال و آنالیز آن می‌شود.

روش بسیار حساس تر عبارت است از اسکن fMRI ( تصویر برداری با رزونانس مغناطیسی عاملی ) 3. EEG و fMRI تفاوت های مهمی با هم دارند. اسکن EEG وسیله ای است ناپویا که تنها سیگنال های الکتریکی آمده از مغز را می گیرد، پس نمی توانیم خیلی خوب مکان منبع را تعیین کنیم. ماشین fMRI از پژواک های ایجاد شده توسط موج های رادیویی برای نگریستن به درون بافت زنده استفاده می کند. بدین ترتیب می توان به دقت مکان انواع سیگنال ها را تعیین کرد، که به تصاویر سه بعدی خیره کننده از درون مغز می انجامد. ماشین fMRI بسیار گران است و نیازمند آزمایشگاهی پر از تجهیزات سنگین وزن، ولی تاکنون جزئیاتی نفس گیر از چگونگی کارکرد مغز در حال اندیشیدن ارائه کرده است.

جوشوا فریدمن ( 4 ) روانپزشک دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس می گوید « اوضاع شبیه اخترشناسی در سده ی شانزدهم پس از اختراع تلسکوپ است. برای هزاران سال افراد بسیار هوشمند کوشیدند که از آن چه که در آسمان ها می گذرد سر در آورند، ولی تنها می توانستند درباره آنچه که در ورای چشمان غیر مسلح آدمی قرار دارد به گمانه زنی بپردازند. و بعد، ناگهان، تکنولوژی ، نگریستن مستقیم به آن جا را امکان پذیر ساخت.

120380404_30f72de0c6در  روش fMRI تصاویری متناوب از مغز در حال فعالیت و سپس در حال استراحت گرفته می‌شود و از یکدیگر بطور دیجیتالی تفریق می‌گردند، که حاصل این پردازش عملکرد مغزی در اثر تغییرات جریان خونی در مغز را از لحاظ فیزیولوژیکی نشان میدهد.

راستش اسکن های fMRI حتی می توانند حرکت اندیشه در مغز را با تفکیک پذیری 0.1 میلی متر ، یا کمتر از نوک سوزن ، که متناظر است با کمابیش چند هزار نورون ، نشان دهند. به تازگی دستاوردی از سوی کندریک کی ( 5 ) و گروهش در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی رخ داد. آنان از کسانی که به تصاویری از اشیای گوناگون ، مانند خوراک، جانوران، مردم، و چیزهای معمولی با رنگ های گوناگون، می نگریستند اسکن fMRI گرفتند. کی و همکارانش برنامه ای نرم افزاری تهیه کردند که می توانست این اشیا را با الگوهای fMRI متناظر مرتبط کند. سوژه ها هر چه عکس های بیشتری می دیدند، برنامه کامپیوتری در شناسایی این اشیا در اسکن های fMRI بهتر عمل می کرد.

سپس به همان سوژه ها عکس هایی کاملا جدید نشان دادند، و برنامه ی نرم افزاری در اغلب می تواتست به درستی شی را با اسکن fMRI تطبیق دهد. پس از نشان دادن 120 عکس از اشیای جدید، برنامه نرم افزاری الگوی fMRI این اشیا را 90 درصد موارد به درستی شناسایی کرد. هنگامی که به سوژه ها 1000 عکس جدید نشان داده شد، نرخ موفقیت برنامه نرم افزاری 80 درصد شد. به گفته کی « شناسایی این که سوژه در مجموعه ی بزرگی از تصاویر طبیعی کاملا بدیع به کدام تصویر نگریسته امکان پذیر است… چه بسا به زودی بتوان تصویر تجربه ی دیدگانی آدم را با اندازه گیری فعالیت مغز بازسازی کرد. »

هدف این رهیافت ایجاد « واژه نامه اندیشه » است، به گونه ای که هر شی دارای تناظری یک به یک با تصویر fMRI خاصی باشد. پس با خواندن الگوی fMRI ، می توان از شیی که آدم دارد به آن می اندیشد رمزگشایی کرد. سرانجام، کامپیوتر شاید هزاران الگوی fMRI که دارد از مغز در حال اندیشیدن تراوش می کند اسکن کند و راز هر یک را بگشاید. به این شیوه، چه بسا که بتوان قفل جریان آگاهی آدمی را گشود.




طبقه بندی: اكتشافات، پزشکی،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 09:54 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات

رنگ‌هایی که نه نامی برایشان انتخاب شده است و نه به صورت رنگ‌های در دسترس تولید شده‌اند. ازآنجا که دیدن این رنگ‌ها تجربه‌ای شخصی است این افراد گاهی خودشان نمی‌دانند رنگ‌هایی را می‌بینند که دیگران نمی‌بینند.
ما به کمک دو نوع حسگر میله‌ای و مخروطی موجود در شبکیه چشم می‌توانیم رنگ‌ها را ببینیم.

حسگرهای میله‌ای یا استوانه‌ای به نور کم حساسند در حالی که حسگرهای مخروطی به نور شدید واکنش نشان می‌دهند و در واقع این حسگرهای مخروطی هستند که رنگ را تشخیص می‌دهند، سپس پیامی به عصب‌های بینایی ارسال می‌کنند که آن نیز به مغز مخابره می‌شود.

چشم انسان به‌طور طبیعی حدود 120 میلیون حسگر میله‌ای و شش تا هفت میلیون حسگر مخروطی دارد؛ گرچه حسگرهای میله‌ای هزاربار حساس‌تر از حسگرهای مخروطی هستند، آنها به رنگ واکنش نشان نمی‌دهند و تنها می‌توانند تصاویر سیاه و سفید و سایه‌های متفاوتی از رنگ خاکستری را درک کنند.

حسگرهای میله‌ای به نور آبی حساس‌تر هستند، اما در برابر نور قرمز چندان عکس‌العملی ندارند. هر یک از حسگرهای مخروطی سه رنگدانه قرمز، سبز و آبی دارند و هر رنگدانه طول موج خاصی از رنگ را جذب می‌کند.

سه نوع حسگر مخروطی وجود دارد که هریک به ترتیب به طول موج کوتاه، متوسط و بلند حساس هستند و اولی نور آبی، دومی نور سبز و سومی نور قرمز را جذب می‌کند. وقتی طول موج رنگی بین طول موج سه رنگ اصلی قرمز، سبز و آبی قرار داشته باشد برای مشاهده آن ترکیبی از سه حسگر مخروطی تحریک می‌شوند.

تعداد حسگرهای مخروطی در افرادی که به کوررنگی مبتلا هستند به نسبت افراد عادی کمتر است؛ بنابر این آنها رنگ‌ها را به درستی تشخیص نمی‌دهند.

از طرفی به‌دنبال تحقیقاتی که انجام شده است، محققان به افرادی برخوردند که می‌توانند رنگ‌هایی را که از دید دیگران نامرئی است، ببینند و پس از بررسی‌ها معلوم شده چشم این افراد که همگی زن بودند چهار نوع حسگر مخروطی دارد. این حسگر مخروطی چهارم می‌تواند صدها میلیون رنگ متفاوت را تشخیص دهد.

رنگ‌هایی که نه نامی برایشان انتخاب شده است و نه به صورت رنگ‌های در دسترس تولید شده‌اند. ازآنجا که دیدن این رنگ‌ها تجربه‌ای شخصی است این افراد گاهی خودشان نمی‌دانند رنگ‌هایی را می‌بینند که دیگران نمی‌بینند.

اگر به دلیلی بینایی‌مان را ازدست بدهیم، بدن خود را با شرایط جدید وفق داده و تشعشعات رنگی را از طریق پوست دریافت می‌کند و می‌تواند رنگ را تشخیص دهد.

به این توانایی دید پوستی (dermo-optic) می‌گویند. در این حالت گیرنده‌های پوستی رنگ را تشخیص می‌دهند و برای این‌که بدن فرد تازه نابینا شده بتواند به چنین تطبیقی دست یابد، مدتی طول می‌کشد. افرادی که از بدو تولد نابینا بوده‌اند می‌توانند بین رنگ‌های متفاوت تمایزی قائل شوند.




طبقه بندی: پزشکی،

تاریخ : شنبه 1 تیر 1392 | 07:08 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
محققان مدرسه پزشکی «کیس وسترن رزو» موفق به ابداع تکنیکی شدند که سلول‌های پوستی را مستقیماً به سلول‌های مغزی تبدیل می‌کند که در بیماران مبتلا به اسکلروز چندگانه، فلج مغزی و سایر اختلالات میلین، نابود شده‌اند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این موفقیت، امکان تولید سلول‌های میلین‌کننده (myelinating) مورد تقاضا را ممکن می‌سازد.

این سلول‌ها غلاف حیاتی عایقی را ارائه می‌دهند که از نورون‌ها محافظت می‌کند و آن‌ها را قادر به تحویل ضربه‌های مغزی به سایر نقاط بدن می‌کند.

در بیماران مبتلا به اسکلروز چندگانه،، فلج مغزی و اختلات ژنتیکی نادر موسوم به leukodystrophies، این سلول‌ها نابود شده‌اند و نمی‌توانند جایگزین شوند.

تکنیک جدید شامل تبدیل مستقیم فیبروبلاست‌ها (یک سلول ساختاری فراوان در پوست و بسیاری از ارگان‌ها) به الیگودندروسیت‌ها (نوعی سلول مسئول میلین‌کردن نرون‌های مغز) است.

پاول تزار محقق ژنتیک و علوم ژنوم و رهبر ارشد این تحقیق، دستاورد خود و همکارانش را "کیمیاگری سلولی" برشمرد.

در فرایندی موسوم به "بازبرنامه‌ریزی سلولی" وی و تیمش سطوح سه پروتئین طبیعی را برای ترغیب سلول‌های فایبربلاست در تبدیل به الیگو دندروسیت‌ها(OPCs) تغییر دادند.

این تیم علمی به سرعت میلیاردها OPC اغواشده را تولید کرد.

آن‌ها همچنین نشان دادند که iOPCs می‌توانند پوشش‌های میلین جدید را در اطراف عصب‌ها پس از پیوند به بدن موش‌ها بازتولید کنند.

این امر این امید را برمی‌انگیزد که از تکنیک نوین می‌توان برای درمان اختلالات میلین در انسان بهره برد.

هنگامی که الیگودندروسیت آسیب می‌بینند یا در بیماری‌های میلینی ناکارآمد می‌شوند، پوشش میلین عایق‌کننده که به طور نرمال عصب‌ها را می‌پوشاند، از دست می‌رود.

گام بعدی در این تحقیق استفاده از این تکنیک با استفاده از سلول‌های انسانی است.

جزئیات این مطالعه در Nature Biotechnology انتشار یافته است.


طبقه بندی: پزشکی،

تاریخ : شنبه 1 تیر 1392 | 07:07 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
 
محققان دانشگاه ناتینگهام بخش جدیدی را در چشم انسان کشف کرده‌اند که اگرچه تنها ۱۵ میکرون ضخامت دارد، اما شناسایی آن باعث می‌شود تا جراحی چشم آسان‌تر و امن‌تر شود. 

به گزارش خبرنگار علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) منطقه کردستان، جدیدترین بخش اضافه شده به آناتومی بدن انسان تنها ۱۵ میکرون ضخامت دارد، اما کشف آن باعث می‌شود تا جراحی چشم آسان‌تر و امن‌تر شود. دکتر هارمیندر دوا، استاد دانشگاه ناتینگهام اخیرا لایه جدیدی در قرنیه چشم انسان کشف کرده و آن را لایه دوا (Dua's Layer) نامیده است. 


لایه دوا پشت قرنیه قرار می‌گیرد، که پیش از این گمان می‌شد تنها دارای ۵ لایه است. دوا و همکارانش با تزریق هوا به درون قرینه چشم‌های اهدایی و اسکن هر لایه با میکروسکوپ الکترونی این عضو جدید بدن انسان را کشف کرده‌اند. 

این محققان عقیده دارند که بروز پارگی در این لایه جدید مسئول ایجاد بیماری آب‌آوری قرنیه است؛ اختلالی که منجر به جمع شدن مایع در قرنیه چشم می‌شود. 

به گفته دوا، افزایش دانش پزشکان درباره این لایه جدید می‌تواند برای بیمارانی که تحت عمل پیوند قرنیه و کاشت قرنیه قرار می‌گیرند، دستاوردهای مهمی داشته باشد. 

پرفسور دوا می‌گوید: «این کشف مهمی است که باعث می‌شود مجبور شویم کتاب‌های درسی چشم‌پزشکی را از نو بازنویسی کنیم. از نقطه نظر کلینیکی، بیماری‌های زیادی وجود دارند که پشت قرینه را تحت تاثیر قرار می‌دهند و متخصصان بالینی سراسر دنیا از ین پس می‌کوشند تا آنها را به وجود، غیبت یا پارگی لایه جدید نسبت دهند.»


طبقه بندی: پزشکی،

تاریخ : سه شنبه 28 خرداد 1392 | 09:32 ق.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
انسان دارای حداقل دو شبکه عملکردی در قشر مخ است که در مغز میمون رزوس مشاهده نشده و یک ساختار کاملا منحصر بفرد محسوب می‌شود.

مناطق مغز انسان در طول هزاران سال دستخوش تغییرات مختلفی شده و بخش‌های جدیدی اضافه یا ناپدید شده‌اند.

«ویم واندوفل» از مدرسه پزشکی هاروارد تأکید می‌کند: با تهیه تصاویر اسکن مغزی عملکردی از انسان و میمون رزوس در حالت استراحت و هنگام تماشای یک فیلم، دو مکان و عملکرد شبکه‌های مغزی کورتیکال مورد بررسی قرار گرفتند.

در این تحقیق از روش تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) برای تصویرسازی فعالیت مغز بوسیله تشخیص تغییرات جریان خون استفاده شد؛ میزان اکسیژن و مقدار خون در یک ناحیه مغز با توجه به وظیفه خاص آن بخش کاملا متفاوت است.

مغز حتی در حال استراحت نیز فعال است و بخش های خاصی از مغز که بطور همزمان در این شرایط فعال هستند، شبکه های حالت استراحت (resting state)‌ نامیده می شوند.

در اکثر موارد شبکه های حالت استراحت در مغز انسان و میمون شبیه هم هستند، اما محققان دو شبکه منحصر بفردی در مغز انسان و یک شبکه انحصاری در مغز میمون شناسایی کرده‌اند.

هنگام تماشای فیلم، قشر مخ (cerebral cortex) حجم زیادی از اطلاعات بصری و شنوایی را پردازش می‌کند و شیوه واکنش شبکه‌های حالت استراحت اختصاصی مغز انسان به این تحریک کاملا با بخش‌های مختلف مغز میمون متفاوت است؛ یعنی این شبکه‌ها دارای عملکردی متفاوت از شبکه های حالت استراحت مغز میمون هستند.

به عبارت دیگر، ساختارهای مغز که در انسان منحصر بفرد محسوب می شوند، در مغز میمون وجود ندارند و هیچ ساختار دیگری در مغز این حیوان دارای چنین عملکرد مشابهی نیست.

این مناطق منحصر بفرد در پشت و جلوی قشر مخ واقع شده و احتمالا با توانایی های شناختی خاص انسان مانند هوش در ارتباط هستند.


طبقه بندی: پزشکی،

تاریخ : شنبه 24 فروردین 1392 | 03:14 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
.: Weblog Themes By BlackSkin :.

تعداد کل صفحات : 12 :: 1 2 3 4 5 6 7 ...

ساخت وبلاگ در میهن بلاگ

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | اخبار کامپیوتر، فناوری اطلاعات و سلامتی مجله علم و فن | ساخت وبلاگ صوتی صدالاگ | سوال و جواب و پاسخ | رسانه فروردین، تبلیغات اینترنتی، رپرتاژ، بنر، سئو