ทีมนานาชาติที่นำโดยนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พัฒนาอุปกรณ์ใหม่สำหรับเชื่อมต่อสมองโดยตรงกับเทคโนโลยีที่ใช้ซิลิคอน อินเทอร์เฟซมีศักยภาพในการปรับปรุงอวัยวะเทียมของมนุษย์และเปิดใช้เทคโนโลยีที่สามารถฟื้นฟูการมองเห็นหรือการพูดของผู้ป่วยได้ในสักวันหนึ่ง อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยไมโครไวร์หลายร้อยเส้น สามารถค่อยๆ สอดเข้าไปในสมองและเชื่อมต่อกับชิปซิลิกอนภายนอก
ที่บันทึก
สัญญาณสมองไฟฟ้าที่ส่งผ่านแต่ละเส้น ทีมงานจากสถาบัน ซึ่งเป็นบริษัทเทคโนโลยี ซึ่งตั้งอยู่ในเท็ก ซัส ได้ประสบความสำเร็จในการทดสอบอุปกรณ์ดังกล่าวกับเซลล์จอประสาทตาของหนูและในสมองของหนูที่มีชีวิต’ภาพยนตร์อิเล็กทรอนิกส์’ในฐานะผู้เขียนคนแรกผู้สมัครระดับปริญญาเอก
ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด อธิบายว่า เป้าหมายหลักของทีมคือการปิดช่องว่างระหว่างพลังของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่กับสิ่งที่มีอยู่ในอินเทอร์เฟซระหว่างสมองกับเครื่องจักรที่มีอยู่ในปัจจุบัน“ความยากในการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่คือมีความไม่ลงตัวระหว่างสถาปัตยกรรมสามมิติ
ของสมองกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สองมิติเป็นส่วนใหญ่ เราพยายามเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้โดยการใช้ชิปซิลิกอนเชิงพาณิชย์ เช่น ชิปที่ใช้ในกล้องความเร็วสูงและไมโครดิสเพลย์ และรวมเข้ากับอาร์เรย์ของสายไมโครสโคป” “เนื่องจากชิปเหล่านี้มีลักษณะแบนโดยเนื้อแท้
เราจึงรวมพวกมันเข้ากับอาร์เรย์ของเส้นลวดขนาดเล็กที่ปรับแต่งได้ง่าย ซึ่งเว้นระยะห่างอย่างแม่นยำเพื่อให้มีการบุกรุกน้อยที่สุด” เขากล่าวเสริม “แนวทางนี้ยกระดับเทคโนโลยีซิลิกอนที่ปรับขนาดได้ แต่เป็นสองมิติไปสู่มิติที่สามของสมอง ทำให้เราสามารถบันทึก ‘ภาพยนตร์อิเล็กทรอนิกส์’
ของการทำงานของระบบประสาทในบริเวณสมองขนาดใหญ่ได้ ในการปรับขนาดและสามารถบันทึกเซลล์ประสาทจำนวนมากขึ้น Obaid อธิบายว่าทีมวิจัยต้องสร้างส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักรที่ไม่เพียงสามารถบันทึกจากสัญญาณนับพันพร้อมกันเท่านั้น แต่ยังสามารถรวม
เข้ากับสมอง
และ สร้างความเสียหายให้น้อยที่สุด ในการทำเช่นนั้น เขาและเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาวิธีสร้างอาร์เรย์ขนาดใหญ่ของไมโครไวร์ที่บางมากๆ และค้นหาวิธีเชื่อมต่อพวกมันกับอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอน เช่น กล้องความเร็วสูงและไมโครดิสเพลย์ เพื่อใช้ประโยชน์จากความก้าวหน้า ในเทคโนโลยีเหล่านั้น
“การรวมกันของทั้งสองนี้ช่วยให้เราสามารถบันทึกข้อมูลได้มากขึ้นจากสมอง รวมทั้งการบุกรุกน้อยกว่าวิธีการก่อนหน้านี้” เขากล่าว “ประโยชน์หลักอีกประการของการออกแบบนี้คือช่วยให้เราสามารถบันทึกส่วนต่าง ๆ ของสมองที่ระดับความลึกต่างกันได้พร้อม ๆ กัน นี่เป็นสิ่งสำคัญในการศึกษา
คำถามเกี่ยวกับประสาทวิทยาต่างๆ หรือสำหรับส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักรที่ต้องเข้าถึงส่วนต่าง ๆ ของสมอง”แขนขาหุ่นยนต์ก้าวไปข้างหน้า Obaid กล่าวว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมีการใช้งานที่หลากหลายในการวิจัยด้านประสาทวิทยาศาสตร์และส่วนต่อประสานระหว่างสมอง
กับเครื่องจักรสำหรับการใช้งานทางคลินิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของอายุการใช้งานที่ยาวนานและความเสถียร ซึ่งช่วยให้ทีมสามารถศึกษากระบวนการต่างๆ เช่น การเรียนรู้ในสมอง“นี่เป็นคำถามเกี่ยวกับประสาทวิทยาที่เราสนใจศึกษามากที่สุด” โอเบดกล่าว “ในแง่ของการใช้งานทางคลินิก
ในขณะที่
เรากำลังหาทางออก เราสนใจเป็นพิเศษในการใช้งานสำหรับขาเทียม โดยเฉพาะเครื่องช่วยพูด เป้าหมายคือผ่านอุปกรณ์นี้ การบันทึกสัญญาณเพิ่มเติมจากสมองสามารถปรับปรุงคุณภาพของอวัยวะเทียม และเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสมอง ทั้งในสภาวะที่มีสุขภาพดีและเป็นโรค”
ขณะนี้ทีมกำลังทดสอบความเสถียรและอายุการใช้งานของอุปกรณ์ในสมองผ่านการศึกษาระยะยาวในสัตว์ จากการศึกษาเหล่านี้ นักวิจัยกำลังสำรวจว่ากิจกรรมของระบบประสาทที่บันทึกผ่านอุปกรณ์สามารถบอกอะไรพวกเขาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในสมองทั้งในระยะสั้นและระยะยาวในระหว่างการเรียนรู้
“ด้วยความหนาแน่นและความละเอียดสูงของเทคโนโลยีนี้ เราหวังว่าในอนาคตจะสามารถนำมาใช้เพื่อช่วยปรับปรุงอวัยวะเทียมของมนุษย์ เช่น อุปกรณ์ที่สามารถแปลสัญญาณไฟฟ้าจากสมองเป็นแขนขาของหุ่นยนต์ เช่นเดียวกับอุปกรณ์ที่สามารถ ฟื้นฟูการมองเห็นหรือการพูดของผู้ป่วย
นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการวิจัยของพิพิธภัณฑ์แห่งฝรั่งเศสในกรุงปารีสเปรียบเทียบภาพวาดกับผลงาน 9 ชิ้นจาก 70 ชิ้นที่แวนโก๊ะได้รับการรับรองในช่วงเวลาที่เขาอยู่ที่ อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่ได้รับอนุญาตให้นำตัวอย่างออกจากภาพวาด และไม่สามารถใช้แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ซินโครตรอน
ของห้องปฏิบัติการได้ เนื่องจากรังสีบางครั้งสามารถให้ความร้อนแก่สารอินทรีย์ได้ “แวนโก๊ะใช้อินทรียวัตถุ เช่น เจอเรเนียมในการแต่งสี” เอลิซาเบธ มาร์ติน นักวิทยาศาสตร์แห่งห้องแล็บอธิบาย ทีมงานใช้เทคนิคที่เรียกว่าไมโครฟลูออเรสเซนต์แทน ซึ่งใช้ลำแสงรังสีเอกซ์ที่มีความกว้างน้อยกว่า 1 มม.
เพื่อเปิดเผยสเปกตรัมขององค์ประกอบส่วนใหญ่ในเม็ดสี ไมโครฟลูออเรสเซนต์ไม่ทำลายพื้นผิวของภาพวาด ซึ่งแตกต่างจากวิธีการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ นักวิจัยยังใช้ภาพถ่ายรังสีเพื่อแสดงว่าผืนผ้าใบตรงกับแบบที่แวนโก๊ะใช้ในช่วงที่เขาอยู่ที่ Auvers และพบว่าวิธีการลงสีนั้นสอดคล้อง
กับสไตล์ของแวนโก๊ะด้วย ช่างตีเหล็กมักจะสร้างชั้นสีเพิ่มขึ้น เนื่องจากต้องใช้ความพยายามหลายครั้งในการสร้างสไตล์ของต้นฉบับขึ้นมาใหม่ ในที่สุดภาพวาดก็ถูกตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ “การวิเคราะห์นี้ให้เบาะแสที่น่าสนใจมาก” มาร์ตินกล่าว เช่นเดียวกับอีกเก้าคนที่ทำการศึกษา
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
