การกระตุ้นแบบไดนามิกของเปลือกสมองช่วยให้คนตาบอด ‘เห็น’ รูปร่าง

การกระตุ้นแบบไดนามิกของเปลือกสมองช่วยให้คนตาบอด 'เห็น' รูปร่าง

ทีมวิจัยในสหรัฐฯ ประสบความสำเร็จในการแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นเปลือกสมองส่วนการมองเห็นแบบไดนามิกช่วยให้คนตาบอดและคนสายตาสั้นสามารถ “มองเห็น” รูปร่างได้อย่างไร ซึ่งเป็นเทคนิคที่วันหนึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อถ่ายทอดฉากภาพทั้งหมดให้กับผู้ป่วยได้ นักประสาทวิทยาและศัลยแพทย์ระบบประสาททราบกันมานานแล้วว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของอิเล็กโทรดที่ฝังอยู่ในคอร์เท็กซ์

การมองเห็น

โดยใช้กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กทำให้เกิดการรับรู้ของแสงวาบเล็ก ๆ ที่เรียกว่าฟอสฟีน กระบวนการนี้สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับอวัยวะเทียมสำหรับการมองเห็น (VCP) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถฟื้นฟูความสามารถในการมองเห็นบางอย่างให้กับผู้ป่วยที่ตาบอดได้ แม้ว่า VCP 

บางตัวจะได้รับการทดสอบในทศวรรษที่ 1960 และ 1970 แต่ก็มีประสิทธิภาพที่จำกัดและถูกจำกัดโดยเทคโนโลยีในขณะนั้น แต่ตอนนี้ทีมคลื่นลูกใหม่กำลังพยายามสร้าง VCP ที่ทันสมัยโดยใช้อิเล็กโทรดที่ได้รับการปรับปรุงและข้อมูลไร้สายที่ดีขึ้นและเทคโนโลยีการถ่ายโอนพลังงาน

สองทีมดังกล่าว ซึ่งประจำอยู่และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส ( UCLA ) ได้ทำการทดลองทางคลินิกและทดสอบอุปกรณ์  ที่เรียกว่า Orion ซึ่งผลิตผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในวารสารCellแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์  เป็นวิธีที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในการมอบประสบการณ์การมองเห็นแก่ผู้ป่วย

“ทีมวิจัยของเรากำลังพยายามทำความเข้าใจเป็นพิเศษว่าจะทำให้อาสาสมัครมองเห็นและแยกแยะระหว่างรูปแบบที่มองเห็นได้ เช่น วัตถุหรือตัวอักษรธรรมดาๆ ได้อย่างไร การค้นพบที่สำคัญของเราคือเราสามารถสื่อสารรูปแบบการมองเห็นไปยังผู้รับการทดลองได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

หากเราใช้โปรโตคอลการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าแบบไดนามิก” กล่าวผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านศัลยกรรมประสาทที่ผู้ร่วมเขียนบทความร่วมกับผู้เขียนอาวุโส ศาสตราจารย์ด้าน ประสาทศัลยศาสตร์ ที่กล่าวอย่างง่ายๆ หมายความว่า แทนที่จะจัดการกับอิเล็กโทรดบนอาร์เรย์เหมือนพิกเซลในการแสดงผลวิดีโอ 

และส่งระดับ

กระแสต่างๆ ไปยังระดับทั้งหมดพร้อมกันเพื่อพยายามถ่ายทอดรูปแบบหรือรูปร่างเฉพาะให้กับผู้ป่วย อุปกรณ์จะกระตุ้นแทน เฉพาะอิเล็กโทรดที่ร่างรูปร่างที่มันพยายามจะถ่ายทอด และกระตุ้นพวกมันในลำดับไดนามิกที่รวดเร็ว“สิ่งนี้เปรียบได้กับวิธีที่คุณสามารถแกะรอยจดหมายบนฝ่ามือหรือปลายแขน

ของใครบางคน หากคุณพยายามส่งจดหมายถึงพวกเขาด้วยการสัมผัส” อธิบาย “เราพบว่าการใช้กิจกรรมแบบไดนามิกกวาดทั่วคอร์เทกซ์การมองเห็นทำให้อาสาสมัครสามารถรับรู้และแยกแยะตัวอักษรได้อย่างน่าเชื่อถือ”ฉากภาพระบบ Orion VCP ประกอบด้วยกล้องซึ่งจับภาพของฉากที่มองเห็นได้

ด้านหน้าของผู้ป่วย หน่วยประมวลผลภาพที่ผู้ทดลองคาดเข็มขัดและทำการกรองภาพจากกล้อง และเครื่องส่งสัญญาณที่สวมใส่บน ชุดหูฟังที่ส่งข้อมูลไร้สายและพลังงานไปยังขดลวดรับที่ฝังอยู่ใต้ผิวหนัง นอกจากนี้ยังมีวงจรสำหรับจัดการการแปลงสัญญาณขั้นสุดท้ายเป็นกระแสเพื่อส่งไปยังอิเล็กโทรด 

เช่นเดียวกับอิเล็กโทรดอาร์เรย์เอง ซึ่งประกอบด้วยแผ่นยืดหยุ่นที่มีอิเล็กโทรดฝังอยู่ 60 อิเล็กโทรดซึ่งอยู่บนพื้นผิวของคอร์เทกซ์สายตา“ทีมวิจัยของเรามุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจวิธีการใช้อิเล็กโทรดที่ฝังไว้เพื่อสร้างประสบการณ์การมองเห็นที่ดีที่สุดสำหรับผู้ป่วย ในกรณีนี้ เป็นผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ 

และเรากำลังพยายามทำความเข้าใจวิธีใช้ฮาร์ดแวร์นั้นให้เกิดประโยชน์สูงสุดเพื่อให้ผู้ป่วยมองเห็นและแยกแยะรูปแบบการมองเห็นได้”ตั้งข้อสังเกตว่าการทดสอบ VCP ในอดีต อาสาสมัครไม่เห็นหรือรับรู้รูปแบบการมองเห็นที่สอดคล้องกันจริงๆ แต่พวกเขามักจะเห็นแสงเป็นดวงๆ ต่อหน้าพวกเขา

ในตำแหน่งต่างๆ “โปรโตคอลการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าใหม่ของเรา … สร้างการรับรู้ที่สอดคล้องกันมากขึ้นของรูปแบบการมองเห็น และส่งกระแสไปยังสมองน้อยลง” เขากล่าวเสริมมองไปข้างหน้า ทีมงานหวังที่จะทดสอบโปรโตคอลการกระตุ้นใน VCP ที่มีอิเล็กโทรดที่ฝังไว้จำนวนมากขึ้น  หลายร้อยถึงหลายพัน

เมื่อเทียบกับ 60 ที่ใช้ในอุปกรณ์ปัจจุบัน นักวิจัยยังต้องการทำงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์วิทัศน์ วิศวกร และนักประสาทวิทยาด้านภาพเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอัลกอริธึมที่สามารถใช้ในการแปลงภาพจากกล้องเป็นลำดับการกระตุ้นแบบไดนามิก ซึ่งสามารถถ่ายทอดฉากภาพทั้งหมดให้กับผู้ป่วยได้

“นั่นหมายถึง

การอัปเดตอย่างต่อเนื่องและระบุวัตถุเด่นแต่ละชิ้นและโครงร่างในฉาก และแปลงสิ่งเหล่านี้เป็นลำดับไดนามิกที่จะส่งไปยังอาร์เรย์อิเล็กโทรดในลักษณะที่สอดประสานกัน” อธิบาย “เราหวังว่าเทคนิคเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ในอนาคต VCP ไม่ว่าจะใช้อิเล็กโทรดประเภทใดหรือเทคโนโลยีกระตุ้นอื่นๆ”

การทดสอบได้ ปัจจุบัน ใช้เวลาครึ่งหนึ่งไปกับการทดลองแบบไม่ใช้ตัวเร่งความเร็ว ซึ่งกำลังค้นหาอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นเศษส่วนหวังว่าจะค้นพบสารประกอบฟอสเฟอร์อื่น ๆ ที่สามารถสร้างแสงสีน้ำเงินหรือสีเขียวเพื่อให้ส่วนผสมของสีทั้งสามสีสามารถผลิตแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์สีขาวได้ 

อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีของก๊าซโบสที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนใน 2 มิตินั้นซับซ้อนกว่าของทฤษฎี 3 มิติมาก และเข้าใจเพียงบางส่วนเท่านั้น บทบาทพิเศษและบางครั้งที่ละเอียดอ่อนของระบบ 2 มิตินั้นค่อนข้างทั่วไปในวิชาฟิสิกส์ ระบบเหล่านี้มีความสมดุลระหว่าง 1D ซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนเฟสได้ 

ปริมาตรบัฟเฟอร์เต็มไปด้วยอะตอมของไฮโดรเจนซึ่งทั้งหมดมีอิเล็กตรอนและการหมุนของนิวเคลียร์ที่ชี้ไปในทิศทางของสนามแม่เหล็กที่ใช้ กล่าวกันว่าก๊าซดังกล่าวมีโพลาไรซ์สองเท่า ก๊าซนี้และอะตอมของไฮโดรเจนที่ดูดซับบนพื้นผิวฮีเลียมภายในห้องทดลองนั้นอยู่ในสภาวะสมดุลซึ่งกันและกัน 

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์