تحقیق درباره رابطه مغز

اختصاصی از فایل هلپ تحقیق درباره رابطه مغز دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 5

رابطه مغز

مرد فلجی که با مغز خودش ایمیل می فرستد

یک تراشه به اندازه یک لوبیای کوچک که در مغزیک مرد فلج کار گذاشته شده ، او را قادر می سازد که ایمیل های خود را چک کند ، و با استفاده از قدرت تفکر خود بازی کامپیوتری انجام دهد . این ابزار می تواند با صدها نورون در یک زمان رابطه بر قرار کند و یکی ا زپیچیده ترین فن آوریها برای کاشت آن بکار رفته است .

امروزه بسیاری از افراد فلج به کمک ابزار هایی که از حرکات چشمان و یا زبان آنها دستور می گیرد، عملکرد کامپیوتر خود را تحت کنترل دارند . اما محدودیت فعالیت عضلانی در این اندامها محدودیت این تکنولوژی را بدنبال دارد و افرادی که از این تکنولوژی بهر می گیرند باید تلاش کنند تا مهارت های خود را در کنترل دستگاهها به کمک چشم یا زبان بالا ببرند . همین امر سبب می شود همگان قادر به استفاده از این تکنولوژی نباشند و میزان موفقیت افراد به وضوح به درجه هوشمندی انان وابسته است .

در 24 ژوئن 2004 ابزاری کوچک حاوی یکصد الکترود درقشر حرکتی مغز یک مرد فلج 24 ساله کار کذاشته شد . این دستگاه که یک دروازه عبور و ورود الکترونیکی یا برین گیت(BrainGate) برای مغزمحسوب می شود، بوسیله کمپانی سایبر کینتیک ساخته شده است . هر الکترود به یکی از نورونهای مهم مغز فرد فلج متصل می شود . برینگیت به بیمار اجازه می دهد که حتی وقتی همزمان مشغول انجام کار دیگری باشد یک کامپیوتر یا تلویزیون را به کمک فعالیت های مغزی خود کنترل کند، ایمیل بفرستد و صندوق خود را چک کند . محققین گزارش داده اند که این مرد حتی وقتی حرف می زند و سر خود را تکان می دهد نیزقادر است که تلویزیون خانه خود را کنترل کند . اکنون این گروه در صدد پیوند چنین تراشه ای به مغز چهار نفر دیگر اند .

در همین حال مطرح گردید که محققین در این فکرند که ابزاری بسازند تا بدون نیاز به جراحی و با اخذ امواج الکتریکی سطح جمجمه مثل امواج الکترو آنسفالو گرا م بتوانند به توانبخش اینگونه افراد کمک کنند . اما تعدادی از محققین این امر را ناشدنی می دانند . به هر حال باید صبر کرد و منتظر پیشرفتهای آینده بود .

و اکنون یکسال بعد در نیچر اعلام شد که:

کاربران کامپیوتر به کمک امواج مغزشان می توانند شیئی را جابجا کنند .

کلاه الکترودی به کاربران اجازه می دهد تا خود را در یک محیط مجازی حس کنند .

دانشمندان علوم کامپیوتر کلاهی ساخته اند که می تواند افکار شما را بخواند . این کلاه به شما امکان می دهد تا در یک خیابان خیالی قدم یزنید.

این ایزار که واسطه بین مغزشما و کامپیوترشما است ، فعالیت مناطقی از مغز که به حرکات بدن مربوط می شود را تشخیص داده و از سیگنالهای بدست آمده از این نواحی برای تقلید حرکات در دنیای مجازی استفاده می کند . این تکنولوژی روزی به بیماران دارای بازوی مصنوعی کمک خواهد کرد تا فقط با فکر کردن از بازوی مصنوعی خود کار بکشند و می تواند به بیماران سیستم عصبی حرکتی کمک کند تا منویات خود را در دنیای مجازی به صورت فشردن دکمه های صفحه کلید عملی کنند .

یکی از دانشمندان اتریشی که مدت چهار سال است روی ساخت این ابزارکار می کند می گوید : فکر کردن در باره حرکت یک اندام ، دقیقا همان نورونهای دخیل در حرکت واقعی را فعال می کند .

پس از اخذ امواج از سطح مغز، کامپیوتر می تواند تشخیص دهد که شما اکنون در باره حرکت دادن دستان یا پاهایتان فکر می کنید و دقیقا همان گونه نیز واکنش نشلن دهد .

این فن آوری امواج مغزی را به وسیله الکترودهایی از نقاط مهم روی سطح جمجمه که فعالیت مربوط به حرکت دادن ماهیچه های بدن بر عهده کرتکس حرکتی زیر آن است را دریافت کرده و تشخیص می دهد وسپس حرکات متناظر، افکار خواند شده را اجرا می کند .

قبل از این ، تشخیص صحیح نوع دستورات حرکتی صادره از نقاط معینی از مغز، مستلزم فرو کردن الکترود هایی در مغز بود و سیگنالهای دریافتی از سطح جمجمه قابل درک و باز سازی نبود . فن آوری جدید دارندگان آن را قادر می کند که ربات ها را کنترل کنند و حتی با ذهن خود ایمیل بفرستند . این ابزار جدید حدود بیست روز پیش در همایش فن آوری 2005 لندن معرفی و آزمایش گردید .

کلاهک با شعور Thinking cap

نیچر در خبر کوتاه دیگری از قول یک پیانیست می نویسد . د رآزمایشاتی که روی من انجام شد ؛‌وظیفه من فکر کردن در باره حرکت دست چپ یا راست من بود. این تفکر قرار بود یک دست در روی صفحه کامپیوتر را به حرکت آورد . من می توانستم هر لحظه میزان عملکرد درست کامپیوتر را روی صفحه ماتنیتور مشاهده کنم .

در ابتدا 5 الکترود به جمجمه من از طریق کلاه مخصوص متصل شد که دوتا به هر طرف وصل بود و یکی هم در حکم سیم ارت بود که به زمین وصل می شد . برخی از الکترودها امواج مغزی مربوط به حرکات دست من را ثبت می کردند و برخی نیز امواج نویز مغز من را به منظور کنترل و جداسازی فرمانهای حرکتی از نویز های زمینه ای مغز برداشت می کردند .

محققین سپس از من خواستند که راجع به یک نوع حرکت دستان خودم مثلا بالا بردن و یا فشردن یک جسم فکر کنم . من نیز در ذهن خودم به دوران کودکی و آموزش یکی از دروس نواختن پیانو فکر کردم که همراه با حرکات ویژه ای در دستانم بود . مدت 6 دقیقه عمیقا به همان حرکت خاص فکر می کردم و کامپیوتر در این مدت سعی می کرد که خودش را با طرحهای حرکتی ذهن من کالیبره کند ! سپس تا حدود زیادی توانست حرکات ذهنی مرا تقلید و روی دستان در حال نمایش روی صفحه مانیتور پیاده کند .

با پیشرفت این فن آوری در آبنده می توان هدایت و ناوبری سیستم ها یپیچیده ای مثل هواپیما و یا یک کاراکتر مجازی روی صحنه ای از نقاشی های کامپیوتری را انجام داد ویا فقط با تفکر، به سیستم مصنوعی اندامهای روبوتیک حرکت بخشید .

ویلچیری موتوری

یک شرکت امریکائی، ویلچیری موتوری طراحی کرده است که هنگام فکر کردن فرد کاربر به کلمات ویژه ای شروع به حرکت می کند. این ویلچیر بوسیله قطع کردن سیگنال های فرستاده شده از مغز افراد به جعبه صوتی آنها کار می کند، حتی وقتی هیچ صدایی در عمل تولید نمی شود.

شرکت Ambient با همکاری موسسه توانبخشی شیکاگو در امریکا در حال توسعه ی این تکنولوژی می باشد.

این ویلچیر می تواند به افراد دارای صدمات ستون فقرات، یا مشکلات عصبی مانند فلج مغزی کمک کند تا کامپیوترها و دیگر تجهیزات را علی رغم مشکلات جدی در کنترل عضله راه اندازی کنند. این سیستم فرد را قادر خواهد ساخت که حنجره ی خود یا جعبه صوتی را کنترل کنند، چرا که ممکن است در صورت نبود هماهنگی لازم در ماهیچه ها که برای تولید گفتار دارای ارتباط منطقی ضروری می باشند، مشکل اساسی بوجود آید.

سیستم کنترل حنجره، که Audeo نامیده می شود، توسط دو محقق به نام های Michael Callahan و Thomas Coleman در دانشگاه Illinois، امریکا، توسعه یافت که این دو نفر با هم شرکت Ambient را تاسیس کردند.

سخنان بازیابی شده

سیستم یاد شده از طریق یک گردنبند مملو از سنسور کار می کند که پالس های الکتریکی فرستاده شده به ماهیچه های حنجره را به نوعی استراق سمع می کند. سپس سیگنال ها را تقویت نموده و از طریق یک ارتباط بی سیم غیر آشکار به رایانه ای نزدیک می فرستد. رایانه این سیگنال ها را رمزگشائی کرده و آن ها را با یک سری از کلمات از پیش ضبط شده که در طول تمرینات آموزشی تعیین شده اند، انطباق می دهد.

سپس این کلمات می توانند برای هدایت کردن این ویلچیر موتوری بکار گرفته شوند. Callahan و Coleman مدعی اند که این کلمات حتی می توانند به یک ترکیب کننده ی صحبت فرستاده شوند که امکان بلند صحبت کردن را برای فردی که سکته کرده است، مهیا می سازد. اصلاحات صورت گرفته ی اخیر بر روی الگوریتم های بکار رفته، امکان تفسیر تمام جملات این افراد را می دهد.

نایلز بیربائومر از دانشگاه Eberhard Karls در Tubingen آلمان که در حال توسعه ی سیستم های مشابهی برای استفاده ی قربانیان حوادث می باشد، معتقد است: "هر کسی که بر روی اینترفیس های مغز و رایانه کار می کند می خواهد تا قادر به تشخیص کلمات باشد. اگر این سیستم مطمئن عمل کند، من بسیار خوشحال خواهم بود چرا که ضبط سیگنال ها از اعصاب درون پوست کار بسیار سختی می باشد."

کاربردهای فضائی

بیربائومر اضافه می کند که سنجیدن امواج مغزی بوسیله ی یک کلاهک الکترودی یا کاشت هایی که مستقیما درون مغز قرار داده می شوند، پیش از این برای کنترل رایانه ها و ویلچیرها بکار رفته بود اما تاکنون شواهد چندانی برای هیچ یک از این دو روش مبنی بر توانائی بازتولید کلمات بصورت مجزا یا صحبت پیوسته وجود ندارد و ضبط از بیرون مغز، مثل این، شاید تنها راه برای انجام چنین کاری باشد.

از طرف دیگر، خواندن اطلاعات بطور مستقیم از مغز تنها راه برای کمک به افراد دارای صدمات بسیار بد در ناحیه ی اعصاب ستون فقرات می باشد. به گفته ی این محقق بیمارانی وجود دارند که حتی قادر به ارسال سیگنال های عصبی به ماهیچه های صورت خود نمی باشند که در این شرایط شما مجبورید تنها با خود مغز ارتباط برقرار کنید.

راماسوامی پالانیاپان، که بر روی اینترفیس های مغز و رایانه در دانشگاه Ess-ex، مشغول کار است می گوید: " مزیت اصلی این دستگاه این است که بسیار قابل حمل بوده، زحمت چندانی برای نصب ندارد و استفاده از آن آسان است."

ناسا سیستمی مشابه سیستم Audeo را در سال 2004 تولید کرد. این سیستم می تواند تعدادی از کلمات کوتاه و اعداد، و حروف الفبائی مجزا را تشخیص دهد. ناسا امیدوار است که سرانجام این تکنولوژی را در لباس های فضائی بکار گیرد.

محققان راه جدید امیدوارکننده‌یی را برای کنترل رایانه، به وسیله‌ی فکر کردن، ایجاد کرده‌اند. دست چپ خود را بلند کنید. آیا می‌دانید که مغز شما نیم دقیقه پیش از انجام این حرکت، آماده بوده است. حتا باز هم وهم‌ناکتر، پیش از آن که آگاهانه تصمیم بگیرید که کدام دست خود را حرکت دهید، مغزتان آن موضوع را می‌داند.

پژوهش‌گران یک موسسه‌ی طراحی و فن‌آوری نرم‌افزار در برلین(FIRST)، به همراه عصب شناسان کلینیک دانشگاه بنجامین فرانکلین، بر روی پدیده‌ی یاد شده مطالعه می‌کنند.آنان بر این باورند که با انجام بررسی‌های لازم در این زمینه، راه جدیدی را برای کنترل رایانه به وسیله‌ی فکر، به دست آورند.

در حقیقت داوطلبان شرکت(FIRST) درحال حاضر بازی‌هایی مانند تنیس ویدیویی و مسابقه‌‌های گوناگونی را بدون لمس صفحه کلید و اهرم فرمان(joystick) ، انجام می‌دهند.

در عوض، آنان به دستگاه نوار مغز متصل بوده و به سادگی با فکر کردن در مورد کاری که می‌خواهند انجام شود، قادر خواهند بود اجسام را در اطراف صفحه نمایش رایانه به حرکت در آورند. باید گفته شود که فعالیت پژوهشگران از دو جنبه، در زمینه‌ی فصل مشترک رایانه- مغز، انقلاب ایجاد کرده است. نخست آن‌که داوطلبان بیش از استفاده از سیستم، آموزش بسیاری نیاز ندارند و گفتنی آن‌که کار کردن با بیشتر میانجی‌های رایانه- مغز نیازمند ۲۰۰ ساعت آموزش است. افزون بر آن سطح مشترک، پیش‌رونده نبوده و از راه الکترود، به پوست بدن می‌چسبد.

اگرچه یک ابزار BCI مفید، باید قادر به پی‌بردن به هدف مغز، تنها از خواندن یک موج مغزی باشد، اما برای کاربرد همزمان، میانگین صدها موج خوانده شده، کاریست غیر ممکن. در خواندن یک موج، مشکل اساسی وجود دارد و صداهای تولید شده توسط مغز و دستگاه نوار مغز کار، خواندن امواج را دشوار می‌کنند.

هنگامی‌که میانگین امواج مغز اندازه‌گیری می‌شوند، آثار مزاحم صداهای دیگر خود را نشان نمی‌دهند.

گروه محققان شرکت FIRST بررسی‌های خود را بر روی تنها یک نشان ادامه داده و به دنبال راهی برای فیلتر کردن آن هستند. آنان بر روی برنامه‌یی کار می‌کنند که درست مانند بدن انسان عمل کرده و بسیاری از محرک‌ها را بی پاسخ گذاشته و تنها اطلاعاتی را عبور می‌دهد که مورد نیاز ماست و برای حفظ حیات ما ضروری است. در صورتی که سیستم یادشده وجود نداشت ما در زیر سنگینی بار بیش از حد احساس‌ها غرق شده بودیم.

از آن جایی که به نظر می‌رسد آینده‌ی درخشانی در انتظار برنامه‌ی یادشده باشد، پژوهش‌گران باید پیش از ورود به بازار جهانی، به دنبال راهی برای پشت سر نهادن چندین مشکل اساسی در آن باشند.

به عنوان مثال دستگاه نوار مغز فقط برای موارد پزشکی فروخته می‌شود و هیچ‌گاه در فروشگاه رایانه، این وسیله را ندیده‌ایم. افزون بر این، وجود یک فرد متخصص برای نصب الکترودها بر روی بدن الزامی‌ست و زمان تقریبی برای به کار گرفتن ۱۲۸ الکترود بر روی سر، ۴۵ دقیقه خواهد بود و در نهایت بزرگ‌ترین مشکل، ژل مخصوص هدایت کننده است که به ندرت در دسترس افراد معمولی، قرار می‌گیرد.

دکتر مولر در این باره گفته است که باید در پی دستگاه نوار مغزی باشیم که نیازمند به ژل نبوده وبدون آن کار خود را انجام دهد. به عنوان مثال، شما الکترودها را بر روی کلاه خود نصب کنید.

اما در این صورت مشکل نرم‌افزاری وجود خواهدداشت. نشان‌های (Signals) ضبط شده از مغز سطحی بوده و بدون ژل ولتاژ کمی خواهند داشت. دراین صورت داشتن دستگاه تقویت کننده‌ی صدا، ضروری خواهد بود. گام بعدی در انجام برنامه‌ی بالا، پشت سرنهادن این مشکل است.

اگر دستگاه نوار مغز ارزان و کارا ساخته شود، کاربرد بسیار خواهد داشت. یکی از کاربردهای آن برای افراد ناتوان جسمی خواهد بود و در تولید بازی‌ و فیلم، انقلابی به دنبال خواهد داشت. در صنعت خودروسازی نیز، شرکت‌ها می‌توانند خودروهایی تولید کنند که از فکر راننده برای ترمز کردن و یا گاز دادن استفاده کند. به خصوص در تصادف‌ها که زمان تعیین کننده‌ی مرگ یا زندگی، تنها و تنها نیم دقیقه است.