يمكن للتقدم في الأطراف الصناعية الذكية أن يفيد الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات حركية

ملخص: قد يكون من الممكن تحسين معايير التحفيز لزرع الدماغ في الحيوانات دون تدخل بشري. تسلط هذه الدراسة الضوء على إمكانية التحسين المستقل للأطراف الاصطناعية المزروعة في الدماغ. هذا التقدم مفيد لمن يعانون من إصابات في النخاع الشوكي وأمراض تؤثر على الحركة.

مصدر: جامعة مونتريال

درس العلماء منذ فترة طويلة التحفيز العصبي لعلاج الشلل والعجز الحسي الناجم عن السكتات الدماغية وإصابات الحبل الشوكي ، والتي تؤثر على حوالي 380 ألف شخص في جميع أنحاء كندا في كندا.

دراسة جديدة نشرت في المجلة الطب تقارير الخلية يوضح إمكانية التحسين التلقائي لمعايير التحفيز للأعضاء الاصطناعية المزروعة في دماغ الحيوانات ، دون تدخل بشري.

قام بهذا العمل أساتذة علم الأعصاب ماركو بونيساتو ونوما دانكاس ومارينا مارتينيز بالتعاون مع غيوم لاجوي ، أستاذ الرياضيات في جامعة مونتريال وباحث MILA.

نشأت الدراسة من تعاون مهم متعدد التخصصات بين الباحثين الذين يجمعون بين الخبرة في علم الأعصاب والذكاء الاصطناعي ، وهما مجالان من مجالات الخبرة يبرز فيهما UdeM على المستوى الدولي.

المرحلة الأكثر واعدة

قال لاجوي: “الأطراف الاصطناعية – الأجهزة المصممة لاستعادة الروابط بين الخلايا العصبية بعد فقدان الوظيفة الحركية – تدخل مرحلة واعدة جدًا من تطورها”. “نظهر الفوائد المكتسبة من خلال التحسين التلقائي لمعاييرها.”

وأضاف بونيزاتو أنه إذا زاد أداء هذه الأطراف الاصطناعية ، فذلك بفضل آليات التعلم المستقلة التي اقترحها الباحثون.

“تسمح لنا خوارزميات التحسين بتصميم بروتوكولات تحفيز عصبي أكثر دقة وتخصيص العلاجات وفقًا لحالة كل مريض.”

من جانبه ، يعتقد دونكاس أنه “على الرغم من وجود طرق عديدة لتحفيز الدماغ ، فإن مساهمة الذكاء الاصطناعي ضرورية لاستخدام البيانات التي تم جمعها وتوقع الظروف التي لم تكن موجودة بعد”.

مع هذه التطورات التكنولوجية ، يقترب العلماء من اكتشاف حلول تعويضية عصبية جديدة لتحسين علاج الأمراض مثل إصابات الحبل الشوكي والسكتات الدماغية ، أو التحفيز العميق للدماغ من خلال التعديل العصبي لعلاج حالات مثل مرض باركنسون.

حول هذا البحث عن أخبار التكنولوجيا العصبية

مؤلف: المكتب الصحفي
مصدر: جامعة مونتريال
اتصال: المكتب الصحفي – جامعة مونتريال
صورة: الصورة في المجال العام

البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“التحسين التلقائي لمعلمات التحفيز العصبية التعويضية التي تقود القشرة الحركية ومخرجات العمود الفقري في الجرذان والقرود.ماركو بونيزادو وآخرون. الطب تقارير الخلية

ملخص

التحسين التلقائي لمعلمات التحفيز العصبية التعويضية التي تقود القشرة الحركية ومخرجات العمود الفقري في الجرذان والقرود.

يسلط الضوء

• تعمل خوارزمية التعلم المستقل على تحسين أنماط التعديل العصبي المعقدة يعيش
• إنه يتيح بدائل عصبية “ذكية” ، ويخفف على الفور العجز الحركي
• متانة تغييرات التطبيق ، على سبيل المثال ، بسبب اللدونة أو فشل الواجهة
• يتم دعم نقل المعرفة للخبراء / الممارسين بإطار عمل مفتوح المصدر

ملخص

التحفيز العصبي يمكن أن يخفف من الشلل والعجز الحسي. يمكن للواجهات العصبية عالية الكثافة الجديدة أن تتيح تدخلات محسنة ومتعددة الوسائط لتحفيز الأعصاب. لتحقيق ذلك ، من الضروري تطوير إطار عمل خوارزمية قادر على التعامل مع التحسين عبر مساحات كبيرة للمعلمات.

هنا ، استخدمنا فئة من الخوارزميات تسمى Bayesian Optimization (PO) القائمة على عملية Gaussian (GP) لحل هذه المشكلة. يستكشف GP-BO مساحة التحفيز العصبي بكفاءة ، متفوقًا على استراتيجيات البحث الأخرى بعد اختبار مجموعة فرعية فقط من التوليفات الممكنة.

من خلال سلسلة من تجارب التحفيز العصبي متعدد الأبعاد في الوقت الحقيقي ، نظهر تعزيزًا في أهداف بيولوجية مختلفة (الدماغ ، النخاع الشوكي) ، نماذج حيوانية (الفئران ، الرئيسيات غير البشرية) ، في موضوعات صحية وبعد التدخل العصبي بعد الإصابة. التعلم الفوري والمستمر عبر جلسات متعددة. يمكن لـ GP-BO تضمين وتعزيز المعرفة الخبيرة / السريرية “السابقة” لتحسين أدائها بشكل كبير.

تشير هذه النتائج إلى التأسيس الواسع النطاق لعوامل التعلم كمكونات هيكلية لتصميم التعويضات العصبية ، مما يسهل التخصيص ويعزز الفعالية العلاجية.