تطوير أوجه الظواهر العصبية لإعادة الأداء البصري والمراجع

Bridging Biology and Technology: The Evolution of Neural Interfaces for Sensory Restoration

إن فقدان الرؤية أو السمع يؤثر تأثيرا عميقا على نوعية الحياة، ويحد من الاستقلال والاتصال والوصول إلى العالم، فللسنوات العشر الماضية، كانت الخيارات الوحيدة المتاحة للأفراد ذوي العاهات الحسية الشديدة أدوات مساعدة مثل العصا أو الكلاب أو لغة الإشارة، غير أن التقدم السريع في تكنولوجيا الوصلة النيوزيائية يعيد كتابة هذا السرد، ومن خلال إنشاء وصلة اتصال مباشرة بين الأجهزة الإلكترونية والنظام العصبي، تهدف هذه النظم إلى إعادة العمل الافتراضي الحالي بجيل.

Understanding Neural Interfaces: The Foundation

الوصلات العصبية - المعروفة أيضاً بالوصلات الكهربية لجهاز الدماغ أو أجهزة الصنع العصبي - التي إما تسجل إشارات عصبية من الدماغ أو الأعصاب المحيطة، أو تحفز الأنسجة العصبية على إثارة الإحساس أو الحركة، أما بالنسبة للإستعادة الحسية، فإن المهمة الحاسمة هي التحفيز:

رؤية إعادة: من رتينال تشيبس إلى أشرطة كورتيكية

ويجب أن تتعدى الواجهات العصبية الافتراضية على الهياكل المضرورة أو المتدهورة على الطريق البصري - وفي معظم الأحوال، تعود إلى الظهور في ظروف مثل التهاب الخنازير أو تدنيس المناظير الذري ذي الصلة بالعمر، وقد برز نهجان أوليان هما: الزرع المتجدد الذي يتصدى للنهاية الأمامية للمسار، والزروعات المتينة التي تتغذى مباشرة في مراكز التجهيز البصري للدمغ.

المزيجات الرجعية: الحفز المباشر للخليات الباقية على قيد الحياة

وتظهر هذه الأجهزة، التي لا توجد فيها أجهزة تحكم، وجود أجهزة لا تُستخدم في الحيز الفرعي، أو في شكلها، أو في شكلها النهائي، أو في شكلها النهائي، أو في شكلها الافتراضي، أو في شكلها البسيط، أو في شكلها الناموسيات، أو في شكلها الناموسيات، أو في شكلها الناموسيات، أو في شكلها الأشعة دون الحمراء، أو في شكلها.

وتشمل القيود الرئيسية الحاجة إلى خلايا خلايا مائية صحية متبقية، مع فقدان مُستقِع للصور كاملة، ولكن الارتداد الداخلي سليم، هي مرشحة، وبالإضافة إلى ذلك، فإن المجال البصري غالباً ما يكون صغيراً، ولا يزال التصور متدنياً، ويرمي البحث الجاري إلى زيادة عدد الكهروود (إستهداف آلاف الكهروديس)، وتحسين إيصال الطاقة، وتطوير مواد مرنة تتفق بشكل أفضل مع العطاء النهائي للنشرة لعام 2020.

التصورات البصرية: تجاوز العين

وبالنسبة للأفراد الذين تتضرر أعصابهم أو رعايتهم بشكل لا يمكن إصلاحه، فإن الازدحامات القشرية توفر بديلا عن ذلك عن طريق تحفيز القشرة البصرية مباشرة، وقد أظهر العمل المبكر الذي يقوم به بريندي ودوبيل في الستينات، و70 شخصا أن الحفز الكهربائي للفص الرئوي ينتج فوسفورا متطورا.

والتحدي الذي يواجهه الحفز الاصطناعي هو تعقيد القشرة البصرية، حيث إن التحفيز الواسع النطاق يمكن أن يسبب تداخلاً بين الفوسفينات أو الحساسات غير المقصودة (مثلاً، الإحساس بحركة العين، الألم) - إن تمثيل الحقل البصري في النسيج غير رسمي ومترابط بدرجة عالية، كما أن التقدم المحرز في صفائف الكهرومغناطيسية عالية (مثلاً، 2020

جلسات الاستماع المستعادة: كوخليار ومراجع حسابات

وقد حققت الوصلات العصبية للمراجعة نجاحاً سريرياً ملحوظاً، حيث أن زرع الكوكليار هو أكثر الأجهزة التي اعتمدت في التاريخ، وقد أعادت هذه الأجهزة الوصول إلى الصوت والخطاب لمئات الآلاف من الناس في جميع أنحاء العالم.

مكبرات الكوكليار: معيار الذهب

(ب) الوصلات النجمية (CIs) هي المعيار المرجعي لتحقيق الكفاءة في الوصلات الفيزيائية العصبية، ويشمل النظام ميكروفون خارجي ومجهز للخطابات وكوكب للبث، إلى جانب جهاز استقبال داخلي وكمية كهربائية مدمجة في نظام التكوين الكهربائي المتدني، وتحفز الصفائح على تكوين مجموعات من الأعصاب ذات الترددات، ثم ترسل إشارات إلى 22 جهازاً من أشكال التخ.

(ب) النتائج الطبية [الافتراضية] تختلف اختلافاً واسعاً ولكنها ممتازة عموماً، وكثيراً ما يحقق الكبار الصمّاء بعد اللغة مستويات عالية من فهم الكلام في هدوء، حيث يستطيع كثيرون إجراء محادثات هاتفية، ويطور الأطفال الذين يزرعون قبل بلوغهم سن الثانية عادة مهارات لغوية ملائمة للعمر، ويزيد الزرع الثنائي من التدبير السليم ويستمعون إلى الضوضاء.

ملصقات براينستم: للمرشحين غير البولنديين

ويستخدم مبيدات الآفات في الدماغ (الآفات) عندما تكون الأعصاب في مراجعة الحسابات متغيبة أو غير وظيفية في المرضى الذين لديهم نوع 2 من الصبغة العصبية (NF2) الذين لديهم نتائج ثنائية في التشوانول، ويضعون صفيفة الكهروائية على سطح نواة الكولتر في الدماغ أثناء عملية جراحة التلقيح.

ويعد تحسين نتائج مبادرة الحد من الفقر أولوية لأن العديد من المرضى الذين يعانون من أضرار عصبية في مراجعة الحسابات لا يمكنهم الاستفادة من مؤشرات المناخ. أما التصميمات الكهربائية المتقدمة، واستراتيجيات المحاكاة التي تسترشد بها نماذج الحيوانات، والرصد داخلي من أجل تحقيق الاستخدام الأمثل للإيداع، فقد تم تطوير ] A recent review in Current Opinion in Otolaryngology ](أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(أ)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(ب)(

التحديات المشتركة بين مختلف الجوانب الحساسة

وعلى الرغم من النجاحات، لا تزال هناك عقبات كبيرة تحول دون جعل الوصلات البينية العصبية أكثر فعالية، وأكثر استدامة، وأكثر سهولة.

التكافؤ البيولوجي والاستقرار الطويل الأجل

فالكهرباء المزروعة هي أجسام أجنبية تحفز استجابة مناعة، وفي الدماغ أو الرجعية، تُجمع الخلايا الجليدية الكهرومغناطيسية، وتزيد من الارتحال، وتخفض كفاءة التحفيز على مدى أشهر إلى أخرى، ويمكن أن يؤدي التهاب الكترونيا إلى تآكل الأنسجة العصبية، ويتسبب في إخفاق الكهرومغناطيسي، ويطور الباحثون المعاطفة مثل البوليمركي، والأنسجة الكهرومائية، وأجهزة المرنة،

قرار الإشارة وترميزها

إن إعادة النظر في التصورات الطبيعية تتطلب تحفيزا عالي الاستبانة، إذ يلزم بالنسبة للرؤية آلاف الفوسفينات المتزامنة لتشكيل نظم متماسكة للصور - الحالية لا توفر سوى جزء من ذلك، فبالنسبة للسمع، والتشغيل، والوضع الزمني، يحد من عدد القنوات المستقلة، وانتشار التيار الكهربائي.

الاعتبارات الجراحية والعملية

وتتحمل عملية الزرع مخاطر: العدوى، والنزيف، والأضرار التي تلحق بالهياكل المحيطة (الضرر الكشليكي، والنزيف الاصطناعي)، وهجرة الأجهزة، وتصل عملية الزرع إلى درجة حرارة، وتستلزم في كثير من الأحيان استخدام الأشعة المغناطيسية والكهربية الدقيقة، وتخترق السائلات المغنمة سطح الدماغ، مع مخاطر النزيف في الدماغ.

التكلفة وإمكانية الوصول

وقد تكلف نظام زرع الكشليك (التقوية بالإضافة إلى الجراحة بالإضافة إلى إعادة التأهيل) 000 50 دولار إلى 000 100 دولار، كما أن الزرع في العينات ذات الأسعار نفسها، كما أن التغطية التأمينية تختلف اختلافا كبيرا، ويفتقر العديد من المرضى في البيئات المنخفضة الموارد إلى الوصول إلى الخدمات، ويحتاج الحد من تكاليف التصنيع، وتطوير النظم النموذجية، وتدريب الأفرقة الجراحية على الصعيد العالمي إلى سد الفجوة في توزيع الطاقة.

الحدود الناشئة والاتجاهات المستقبلية

ويتقدم الميدان بسرعة على جبهات متعددة، مما يبشر بحدوث تحسن كبير في عملية الإصلاح الحسي خلال العقد المقبل.

الأورام المسببة للأورام والكيموجات

وبدلاً من التحفيز الكهربائي، يستخدم المتغيرات الضوئية بروتينات حساسة خفيفة (العمليات) المعبر عنها في الأعصاب المستهدفة، ويوصل الفيروس إلى الخلايا الاصطناعية المتبقية أو الأعصاب الخافضة للتوتر السطحي (الإنتشار العصبي)().

الاستخبارات الفنية والنظم المغلقة

والتعلم المغناطيسي يغير من طريقة عملية التفاعل العصبي والمعلومات النسيجية، وبالنسبة للأجهزة المصورة، يمكن للشبكات العصبية العميقة أن تحلل مدخلات الكاميرا وتولد أنماطاً محاكاة تبرز سمات بارزة (مثل الوجوه والعقبات والنص) ويمكن لمجهزي الخطابات القائمة على أساس الأشعة أن تتكيف مع البيئات المزعجة، وتعزز الكلام وتضع في الوقت المناسب نظم المغلقة

التدريج والتكنولوجيا اللاسلكية

ويمكن أن تكون الوصلات العصبية المستقبلية أصغر وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، وغير مكتملة، ويمكن أن تُزرع أجهزة متعددة المقاييس ذات الدوائر المتكاملة، والمايكرويدسات الدقيقة، وجني الطاقة (مثلاً من الانقلابات الاستباقية أو الموجات فوق الصوتية) عن طريق إجراءات متفرقة للغاية.

إعادة النظر في الحساسية المشتركة والتكامل المتعدد الوسائط

بعض الأشخاص لديهم رؤية وفقدان سمعية، المطورون يستكشفون معاً الزرع البصري الذي يحفز البلاستيك عبر الوسائط، وقدرة الدماغ على إعادة استخدام المناطق التي تستخدم عادة من أجل أحد الحواس لتجهيز المدخلات من شخص آخر، مثلاً، يمكن للجهاز المرئي أن يوفر أدوات مكانية تدمج مع مدخلات مراجعة الحسابات من زرع كتلة كحولية، وتحسن الملاحة والتوعية.

الاعتبارات الأخلاقية والتأثير المجتمعي

ونظراً لأن التفاعلات العصبية تصبح أكثر قدرة، فإن المسائل الأخلاقية تنشأ، فمن ينبغي أن تتاح له إمكانية الوصول إلى تكنولوجيات تغيير الحياة هذه؟ وما هي المخاطر الطويلة الأجل التي تنطوي عليها جراحة الدماغ والتحفيز المزمن في تطوير المخ؟ وهل ينبغي أن نعرض الزرع على الأطفال الذين لا يستطيعون بعد الموافقة؟ تعزيز القدرات بعد إعادة الاستعادة الحسية العادية (مثل رؤية أو سماع " الاختبارات " ) تثير شواغل بشأن الإنصاف والهوية.

الاستنتاج: عهد جديد لإعادة النظر في الحساسية

إن تطوير الوصلات الفيزيائية للرؤية والسمع قد انتقل من الإمكانية النظرية إلى الواقع السريري، وقد أدى الزرع في الكوليار إلى تحويل حياة الملايين، كما أن الباحثين المتقاربين والمكورين يقدمون رؤية بدائية لمن يعتبرون أعمى بصورة دائمة، ومع ذلك فإن الفجوة بين القدرات الحالية والاستعادة الحسية الكاملة للطبيعة لا تزال شاسعة، كما أن التقدم في مجال الكشف عن المواد، والاستخبارات الاصطناعية، والتفاعل الخفيف، والدوية، والخلقية، والخلقية.