کاشت_مغزی
مطالعه و کاربرد
پژوهش‌ها و تلاش برای ترمیم و جایگزینی توانایی‌های حسی، از سال ۱۹۷۰ میلادی، به ویژه در مورد حس بینایی، با پیشرفت قابل توجهی همراه بوده‌است. به دلیل آگاهی بیشتر از عملکرد مکانیزم‌های حس بینایی، کاشت چشم که اغلب شامل پیوند تراشه‌های مغزی ترمیمی یا نظارتی نیز می‌شود با موفقیت به انجام رسیده و به نمایش گذاشته شده‌است. برای حس شنوایی، از پیوند اجزاء مصنوعی در حلزون گوش، به منظور تحریک مستقیم اعصاب شنوایی استفاده می‌شود. هر چند اعصاب مربوط به گوش داخلی بخشی از دستگاه عصبی پیرامونی است، اما سطح تماس و محل پیوند در آن، شباهت کامل به پیوندهای مغزی دارد. برنامه‌های متعدد در ضبط فعالیت مغز جانوران در دوره‌های طولانی با موفقیت انجام و به نمایش گذاشته شده‌اند. از مدت‌ها پیش، یعنی از سال ۱۹۷۶ میلادی، محققان مؤسسه ملی سلامت به سرپرستی ادوارد اشمیت با استفاده از الکترودهای ثابت موفق شده بودند، پتانسیل عمل مولد پیام‌های عصبی در مراکز حرکتی قشر خاکستری مغز میمون‌های رزوس را ضبط کنند. از جمله ضبط فعالیت تا حد سلول عصبی به صورت منفرد در یک دوره به مدت بیش از ۳۰ روز و در بهترین موارد در دوره‌هایی که چند سال ادامه داشته‌است. الکترودهای ثابت از ایریدیوم خالص ساخته شده و با پریلن عایق شده بودند، موادی که در حال حاضر در اجرای برنامه‌های مربوط به واسط مغز و رایانه نیز از آنها استفاده می‌شود. امروزه از این فناوری در آزمایشگاه‌های مربوط به ساخت اجزاء مصنوعی دستگاه بینایی، اندام‌های حرکتی و دیگر موارد نیازمند به مواد زیست سازگار و واسط مغز و رایانه، بهره‌برداری می‌شود. سایر گروه‌های آزمایشگاهی، تجهیزات خاص خود را تولید می‌کنند تا قابلیت‌های انحصاری که در بازار عمومی موجود نیست، ارائه دهند. این پیشرفت‌های گشایشی عبارتند از: مطالعه روند عملکرد مغز در تشکیل پیوندهای جدید عصبی در حین یادگیری تفکیک یک تجربه حسی از یک تجربه حسی متفاوت، اداره و هدایت مکانیزم‌های حرکتی، توسط فعالیت هدفمند مغزی در موش و میمون، اداره و هدایت مکانیزمهای حرکتی از راه دور توسط فعالیت مغزی هدفمند در میمون و انسان نظارت و هدایت حرکت حشراتی مانند سوسک از راه دور. انتقال دریافت حسی و صدور فرمان حرکتی از انسانی به انسان دیگر نیز به صورت رسمی ثبت و گزارش شده‌است. در حال حاضر مؤسساتی، نمونه‌های اولیه اندام حرکتی مصنوعی در انسان، که توسط فعالیت ارادی مغز عمل می‌کند را به کار گرفته‌اند. عمر مفید این اندام که مجهز به حسگرهای مربوط نیز هستند، هنوز بیشتر از چند ماه نیست. تحقیقات زیادی نیز در زمینه شیمی سطح تماس واحدهای مصنوعی با بافت زیستی اعصاب، در حال انجام است. این تحقیقات، تلاش برای طراحی محصولاتی است که تأثیرات منفی متقابل واحدهای فعال مصنوعی و طبیعی پیوندی در آنها به حداقل ممکن رسیده باشد. نوع دیگری از تراشه قابل پیوند در دستگاه اعصاب که تحت مطالعه است واحدهای سیلیکونی ترمیم حافظه است که پردازش پیامهای صادر شده توسط سلولهای عصبی را تقلید و جعل می‌کند و به مغز اجازه می‌دهد خاطرات طولانی مدت ایجاد کند. در سال۲۰۱۶ میلادی، پژوهشگران دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین، نوعی حسگرهای کوچک مغزی را برای اعمال نظارت بر بیماران، بعد از عمل جراحی معرفی کردند که خود به خود وقتی عمر مفید آنها سپری شود، جذب بدن شده و از بین می‌روند. در سال ۲۰۲۰ میلادی، پژوهشگران فارغ‌التحصیل دانشگاه ملبورن، که در سال ۲۰۱۶ یک شرکت مستقل تأسیس کرده بودند موفق شدند بدون نیاز به جراحی و باز کردن مغز از طریق سیاهرگ گردن، عمل پیوند را انجام دهند. این فناوری، بیماران را قادر می‌سازد که به رایانه تنها به وسیله فعالیت فکری فرمان دهند. در ادامه، امید می‌رود که این فناوری بتواند در تشخیص و درمان مجموعه ای از بیماریها مانند صرع و پارکینسون مفید واقع شود.