Flat Scope Sayesinde Kaybedilen Görme Yeteneğinizi Geri Kazanabilirsiniz

DARPA projesinin amacı, görme ve sesin doğrudan beyne aktarılması için alternatif bir yol sağlamak.

Rice üniversitesi mühendisleri Flat Scope  adı verilen düz bir mikroskop geliştiriyor. Beynin yüzeyindeki nöronları çözebilen ve bunları tetikleyebilen bir yazılım geliştiriyorlar.

Yeni bir hükumet girişiminin bir parçası olarak amaçları, görme ve sesin doğrudan beyne aktarılması için alternatif bir yol sağlamak.

Proje, federal Savunma Gelişmiş Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) tarafından bu hafta yüksek çözünürlüklü sinir arayüzü geliştirmek için ilan edilen 65 milyon dolarlık bir çabanın bir parçası . Birçok uzun vadeli hedef arasından, Sinir Mühendisliği Sistemi Tasarımı (NESD) programı kişinin görme kaybı veya işitme kaybını telaffuz edebilmek için beyin parçalarına doğrudan dijital bilgi sağlayarak telafi etmeyi ummakta.

Flat Scope
Rice mühendisleri, DARPA’nın Sinir Mühendisliği Sistemi Tasarımı projesinin bir parçası olarak geliştirdikleri düz bir mikroskoptan(Flat Scope) oluşan bir laboratuvar prototipi hazırladılar. Mikroskop, kortekste nöronlardan gelen optik sinyalleri algılayacağı beynin yüzeyinde oturacak. Hedef, görme ve sesin doğrudan beyne iletilmesi için alternatif bir yol sağlamaktır.

Rice’ın Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü üyeleri öncelikle vizyona odaklanacaklar. Optik bir donanım ve yazılım arayüzü geliştirmek için dört yıl içinde 4 milyon dolar alacaklar. Optik arayüz, aktif olduklarında ışık üreten modifiye nöronlardan gelen sinyalleri algılar. Proje, nörobilimci Vincent Pieribone liderliğindeki Yale Üniversitesi’ne bağlı John B. Pierce Laboratuvarı ile işbirliği yapıyor.

Rice ekibine göre, sinyalleri izleyen ve nöronlara ileten akım probları – örneğin Parkinson hastalığını veya epilepsiyi tedavi etmek için – son derece sınırlıdır. Rice mühendisi Jacob Robinson, “Devletin teknolojileri sadece 16 elektrota sahip ve beyinden bilgi toplamak, göstermek için gerçek anlamda pratik bir sınır oluşturuyor.” dedi.

Robinson ve Rice meslektaşları Richard Baraniuk, Ashok Veeraraghavan ve Caleb Kemere, yüzlerce binlerce ve muhtemelen beynin en dış katmanı olan kortekste milyonlarca nöron izleyip canlandıracak ince bir arayüz geliştirmekle görevliler .

Robinson, “ilham, yarı iletken üretimindeki ilerlemelerden kaynaklanıyor.” dedi. “Cebinizde telefon için bir çip üzerinde milyarlarca element bulunan son derece yoğun işlemciler üretebiliyoruz. Peki neden bu ilerlemeleri sinirsel arayüzlere uygulamayalım? ”

Kemere, çok kurumlu projeye katılan bazı ekiplerin, bireysel nöronları ele almak için binlerce elektrot bulunan cihazları araştırdıklarını söyledi. Ek olarak mikroskopun milyonlarca nöronu görselleştirebileceği çok optik bir yaklaşım sergilediklerini de ekledi.

Bu, nöronların görünür olmasını gerektirir. Pieribone’un Pierce Lab’ı, tetiklendiğinde bir fotonu serbest bırakan proteinlerle nöronların programlanması amacı ile, atmosferi parlak ateşte bulutlar ve kızıl denizanası düşüncesinde biyolüminesans konusunda uzmanlık topluyor. Robinson, “Bir elektrik impulsu olduğunda ışık yaratmak için hücreleri manipüle etme fikri, elektriksel aktiviteyi ölçmek için zaten flüoresan kullandığımız için çok da zor olmadı” dedi.

Geliştirilmekte olan kapsam (Flat Scope) , Baraniuk ve Veeraraghavan tarafından kameralardaki hantal merceklere olan ihtiyacı ortadan kaldırmak için geliştirilen FlatCam’ın kuzeni. Yeni proje, FlatCam’ı daha da düzeltecek, kafatası ile korteks arasında beynin üzerine daha fazla baskı yapmadan ve belki de milyonlarca nörondan gelen sinyalleri bir algılama ve iletme kapasitesine sahip bir bilgisayara oturacak kadar küçük olacak.

Donanımın yanı sıra, Rice, FlatCam algoritmalarını beyin ara yüzündeki verileri işlemek üzere değiştiriyor.

Veeraraghavan, “Yaptığımız mikroskop, üç boyutlu görüntüler yakaladığından yalnızca yüzeyin değil, aynı zamanda belirli bir derinliğin de görülebileceğini” söyledi. “Şu anda sınırı bilmiyoruz, fakat dokuda 500 mikron derinlikte görmeyi umuyoruz.”

Kemere, “Bu, bize hesaplamaların çoğunun gerçekleştiğini, nöronların birbirine nereden bağlandığını düşündüğümüz yoğun korteks tabakalarına ulaştırmamız gerektiğini” söyledi.

Columbia Üniversitesi’ndeki bir ekip, başka bir önemli sorunla da uğraşıyor: Ara yüzden kablosuz olarak veri gücü ve gücü toplamak.

DARPA duyurusunda, implante edilebilir ambalaj için hedeflerini açıkladı. Ajans, “Temel araştırma konusunun bir parçası, beynin işitme, konuşma, görmeyi bireysel nöron düzeyinde hassasiyetle ve ayrıntılı görüntüleri ve sesi temsil etmeye yetecek kadar bir ölçekte eş zamanlı olarak nasıl işlediğinin derin bir anlayışını geliştirecek.” şeklinde yorum yaptı. “Seçilen ekipler, nöronal aktivitenin hızlı ve minimum güç ve hesaplama kaynakları ile yorumlanmasına yönelik stratejilerin geliştirilmesi için bu biyolojik süreçlere ilişkin anlayışlar uygulayacak.”

Kemere, “Muhteşem” dedi. “Ekibimiz üç çılgın zorluklarla mücadele ediyor ve her biri sınırları zorluyor. Gerçekten heyecan verici. ” olduğunu dile getirdi.

Baraniuk, Victor E. Cameron Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Profesörüdür. Robinson, Veeraraghavan ve Kemere, elektrik ve bilgisayar mühendisliğinde yardımcı doçentlerdir.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here