یک روش نوآورانه جدید ممکن است دانشمندان را قادر به ترجمه اطلاعاتی که از بیش از ۱ میلیون نورون در یک زمان می رسد بکند، درست به خوبی رمزگشایی فعالیت ها، آنگونه که اتفاق می افتد. در طول چند دهه گذشته میزان داده های تولید شده در طول زندگی روزمره به حد انفجار رسیده است.
به عنوان مثال، هنگامی که شما در خیابان راه می روید، تلفن همراه شما اطلاعاتی را درباره اینکه چند قدم راه رفته اید جمع آوری می کند.یا وقتی چیزی را در یک فروشگاه با کارت خود خریداری می کنید، بانک می داند که چه چیزی خریداری کرده اید، چقدر قیمتش بوده و شما کجا بوده اید.به همین ترتیب، فروشگاه نیز می داند که آیا قبلا چیزی شبیه آن را خریداری کرده اید یا خیر.
اموزه از اطلاعات می توان بیش از هر زمان دیگری بهره برد، اما اکنون چالش این است که درک کنیم که چه باید با آنها انجام دهیم (در صورت نیاز). ما ارقام را داریم – اما آیا آنها استفاده و سودی هم برای ما دارند؟!
جهشی عظیم برای علوم اعصاب
وضعیت در علوم اعصاب مشابه است، گام های بلندی برای جمع آوری داده های فراوان از مغز در حال برداشته شدن است. دانشمندان اکنون قادر به گوش فرا دادن و ارتباط با تعداد زیادی از سلول های مغزی در یک زمان هستند.
اگر چه این پیشرفت در تشخیص، درمان و تحقیق مفید است، اما پتانسیل کامل آن هنوز مشخص نشده است. سرعت پردازش هر داده ای که جمع آوری می شود، همچنان یک مانع اساسی است.
پردازش داده ها به سرعت تبدیل به تنگنای پیشرفت در زمینه های دیگر علوم اعصاب شده است. به عنوان مثال، اگر داده های مغز بتواند در زمان واقعی جمع آوری و درک شود، جهش های بزرگی می تواند در کنترل بازوهای رباتیک در افراد فلج و یا حتی در پیشگیری از تشنج های صرع قریب الوقوع ایجاد شود.
برای دستیابی به این اهداف، اقیانوسی وسیع از داده ها باید بسیار سریع تجزیه و تحلیل و محاسبه شوند.
محققان مرکز تحقیقات نورونانو، در دانشگاه لاند سوئد در حال کار بر روی این مسئله هستند. آنها روشی را ارائه داده اند که توانایی برقراری ارتباط با میلیون ها سلول عصبی در زمان واقعی اش را دارد. یافته های آنها اخیرا در مجله نوروانفورماتیک منتشر شده است.
سیستم آنها نه تنها می تواند به همهمه ی تند و نامفهوم سلولهای مغز گوش فرا دهد، بلکه می تواند آن را تقریبا بلافاصله در عرض ۲۵ میلی ثانیه به یک برون داد قابل فهم ترجمه کند. راز این قابلیت جدید یک فرمت اطلاعاتی خاص است که فرمت اطلاعات سلسله مراتبی نامیده می شود و پردازشی است که تحت عنوان رمزگذاری قطعه ای شناخته شده است.
جین شوئنبرگ ،استاد نوروفیزیولوژی مرکز تحقیقات نورونانو گفت: “انتقال سیگنال های عصبی به طور مستقیم به کد قطعه ای (بیت-کد)به طرز چشمگیری ظرفیت ذخیره سازی را افزایش می دهد، با این حال، بزرگترین دستاورد این است که این روش ما را قادر می سازد اطلاعات را به نحوی ذخیره کنیم که پردازنده های کامپیوتر فورا به آنها دسترسی پیدا کنند.”
آینده ی علوم اعصاب
مارتین گارویچ – که او نیز استاد نوروفیزیولوژی در مرکز تحقیقات نورونانو است – توضیح میدهد که چگونه روش آنها خیلی بهتر از سایر مداخلات (مانند الکتروانسفالوگرام، که در آن الکترودها روی پوست سر قرار میگیرند)است:
“تصور کنید که میخواهید بشنوید که ۱۰ نفر که در اتاق بغلی هستند راجع به چه چیزی صحبت میکنند. اگر بخواهید با قرار دادن گوش خود بر روی دیوار بشنوید، فقط شایعاتی را می شنوید، اما اگر شما یک میکروفون بر روی هر فرد در اتاق نصب کنید،توانایی شما را برای درک گفتگو تغییر می دهد. “
“و پس از آن،” گارویچ اضافه می کند:
“فکر کنید که می توانید به یک میلیون نفر گوش فرا دهید، الگوهایی را در چگونگی ارتباطات و پاسخدهی فوری آنها پیدا کنید – این چیزی است که روش جدید ما آن را امکان پذیر ساخته است”.
این روش جدید اجازه می دهد که ترافیک دو طرفه پیام ها از سلول های عصبی بتواند تطبیق داده شده و پاسخ ها بتوانند برگشت داده شوند. این تکنولوژی با تکیه بر روشی است که ترافیک پیامها به کد قطعه ای(بیت-کد) مبدل می شود.
مزیت قابل توجه این ساختار و فرمت داده ها این است که ترجمه های بیشتری لازم نیست، زیرا سیگنال های مغزی به طور مستقیم به کدهای قطعه ای(بیت کد) ترجمه می شوند. این بدان معنی است که مزیت قابل توجهی در ارتباط بین مغز و رایانه ها، نه فقط در مورد برنامه های کاربردی بالینی، ایجاد شده است ” سرپرست نویسندگان،بنژ لژونگووییست ،این مطلب را اعلام کرد.
اگر رو به آینده باشیم،، این مدل می تواند به پیشرفت های علوم اعصاب کمک کند. در حالی که رابط های مغز، و رابط های مغز و رایانه ها در سال های اخیر به طور قابل توجهی بهبود پیشرفت داشته اند، اغلب هنگامی که کار به پردازش اطلاعات میرسد،به مانع برخورد می کنند.
اگر سیستم بیت کد موفق عمل کند، این مانع از مسیر آنها برداشته خواهد شد.
