احیای بینایی با کمک شبکیه مصنوعی!

پژوهشگران بیش از یک دهه تلاش کرده‌اند تا نوعی شبکیه مصنوعی دیجیتال ابداع کنند که قابلیت کاشت در چشم را داشته باشد و امکان دوباره دیدن را برای افراد نابینا فراهم کند. پژوهشگران "دانشگاه استنفورد"(Stanford University) موفق شده‌اند تا کلید حل این معما را پیدا کنند.این کلید، گرما است.شبکیه مصنوعی، به یک تراشه رایانه‌ای بسیار کوچک و الکترودهای فلزی نیاز دارد. این الکترودها ابتدا فعالیت نورون‌های اطراف خود را ثبت می‌کنند تا نقشه‌ای از انواع سلول ارائه دهند. این اطلاعات در مرحله بعد، برای انتقال داده‌های تصویری از دوربین به مغز مورد استفاده قرار می‌گیرند.یکی از مشکلات این است که داده‌های منتقل شده توسط چشم بسیار زیاد هستند؛ تا جایی که ممکن است به داغ شدن تجهیزات الکترونیکی منجر شوند.

"ای. جی چیچیلنیسکی"(E.J. Chichilnisky)، استاد دانشگاه استنفورد و از اعضای این گروه پژوهشی گفت: تراشه‌های مورد نیاز برای ساخت یک شبکیه مصنوعی با کیفیت بالا، می‌توانند به داغ شدن بافتی منجر شوند که به آن وارد شده‌اند.پژوهشگران بخش مهندسی برق و علوم رایانه دانشگاه استنفورد، روشی ابداع کردند تا این مشکل را با کمک داده‌های تصویری که نورون‌ها در چشم به وجود می‌آورند، حل کنند.نورون‌های شبکیه برای انتقال اطلاعات تصویری، پالس‌های الکتریکی را به مغز می‌فرستند. مشکل اینجاست که شبکیه دیجیتالی برای درک ویژگی نورون‌ها، باید این پالس‌ها را ثبت و رمزگذاری کند اما در این فرآیند، گرمای زیادی تولید می‌شود. نخستین شبکیه دیجیتالی واقعی، به دهها هزار الکترود نیاز دارد که موجب می‌شوند این فرآیند، پیچیده‌تر شود.

"بوریس مورمان"(Boris Murmann)، استاد مهندسی برق دانشگاه استنفورد گفت: ما روشی پیدا کردیم تا بتوانیم سطح درک تصویری را با استفاده از داده‌های کمتری انجام دهیم. ما با درک بهتر توانستیم میزان داده‌هایی که باید پردازش شوند، کاهش دهیم. ما موفق شدیم با انتخاب داده‌ها، نمونه‌های اساسی و انتخاب دیجیتالی پالس‌های منحصر به فرد، از میزان داده‌ها کم کنیم.وی افزود: پیش از این، مراحل دیجیتال‌سازی و فشرده‌سازی، به صورت جداگانه صورت می‌گرفتند و داده‌های اضافی بسیاری را ذخیره و منتقل می‌کردند. ما در فناوری خود، روش‌هایی برای فشرده‌سازی ابداع کرده‌ایم که در فرآیند دیجیتال‌سازی صورت می‌گیرند."دانته موراتور"(Dante Muratore)، از پژوهشگران این پروژه گفت: هر پالس در این فرآیند، شکل موج مانند خود را دارد و می‌تواند دانش لازم را در مورد شبکیه ارائه دهد.پژوهشگران باور دارند که این پروژه، نخستین گام برای ابداع تراشه‌های کارآمد و قابل کاشت در چشم است که نه تنها عملکرد خوبی در چشم داشته باشند، بلکه مثل یک ماشین مغزی عمل کنند که پالس‌های عصبی را به سیگنال‌های رایانه‌ای تبدیل می‌کنند. شاید این تراشه‌ها با چنین کاربردهایی بتوانند در بقیه اندام بدن نیز به کار بروند و برای مثال، حرکت را در بیماران مبتلا به فلج اندام و شنوایی را در بیماران ناشنوا ذخیره کنند.این پژوهش، در مجله "IEEE TBioCAS" به چاپ رسید.