Αναρτήθηκε σε 9 Σεπτεμβρίου, 2024 κατηγορία: Ειδήσεις | Tags: εκπαίδευση, Επιστήμη, Ιατρική, Ιδέες, Τεχνολογία

Συντάκτης: Θαλής + Φίλοι

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας (USC) και του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, Ίρβιν (UC Irvine), έλαβαν χρηματοδότηση για την ανάπτυξη της επόμενης γενιάς βιοϋπολογιστών που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αποκατάσταση ασθενών με εγκεφαλικές βλάβες. Το φιλόδοξο αυτό έργο, χρηματοδοτούμενο από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (National Science Foundation – NSF) με επιχορήγηση ύψους 2 εκατομμυρίων δολαρίων, στοχεύει στη συνδυαστική χρήση της αναγεννητικής ιατρικής με διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (BCIs), ελπίζοντας να ανοίξει νέους ορίζοντες στη νευροαποκατάσταση.

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον Δρ. Charles Liu από την Ιατρική Σχολή Keck του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας (USC), θα διερευνήσει αν η συνδυαστική προσέγγιση της αναγεννητικής ιατρικής και των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή μπορεί να επιτύχει τη λειτουργική αποκατάσταση του εγκεφάλου—προβλήματα κίνησης, όρασης και ομιλίας, μεταξύ άλλων—σε ασθενείς με βλάβες από εγκεφαλικά επεισόδια, τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού ή άλλες νευρολογικές διαταραχές. Ο Δρ. Liu σημειώνει ότι οι δύο τεχνολογίες έχουν αναπτυχθεί μέχρι τώρα σε ξεχωριστά πεδία, και η συγχώνευσή τους θα μπορούσε να αποδώσει ακόμα περισσότερα από όσα έχουν επιτύχει ξεχωριστά.

Πρωτοποριακές τεχνολογίες

Οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (BCIs) είναι συστήματα που επιτρέπουν στον εγκέφαλο να επικοινωνεί άμεσα με εξωτερικές συσκευές, όπως ρομποτικά άκρα, μέσω ηλεκτροδίων που είναι εμφυτευμένα μέσα ή πάνω στον εγκέφαλο. Ωστόσο, αυτά τα ηλεκτρόδια έχουν περιορισμένη χωρητικότητα και δεν μπορούν να αποκαταστήσουν πλήρως τη λειτουργία του εγκεφάλου. Από την άλλη πλευρά, η αναγεννητική ιατρική, μέσω της χρήσης βλαστοκυττάρων για την επιδιόρθωση των εγκεφαλικών βλαβών, υπόσχεται πολλά, αλλά οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει ακόμη να δημιουργήσουν αυτοσυντηρούμενα νευρικά δίκτυα από βλαστοκύτταρα.

Η νέα έρευνα επιδιώκει να χρησιμοποιήσει τις διεπαφές BCIs για την υποστήριξη της ανάπτυξης και της μάθησης των βλαστοκυττάρων, παρέχοντας διεγέρσεις που μιμούνται την υγιή εγκεφαλική δραστηριότητα. Αυτή η ενσωμάτωση της αναγεννητικής ιατρικής με τις διεπαφές BCIs έχει ως στόχο να δημιουργήσει πλήρως λειτουργικά και βιώσιμα νευρωνικά δίκτυα.

Τρισδιάστατα δίκτυα

Το ερευνητικό έργο περιλαμβάνει διάφορα στάδια. Αρχικά, η ομάδα σκοπεύει να δημιουργήσει τρισδιάστατα δίκτυα νευρικών κυττάρων από καλλιέργειες βλαστοκυττάρων. Τα βλαστοκύτταρα αυτά θα συλλεχθούν από υγιείς δότες και θα επαναπρογραμματιστούν σε εμβρυϊκή μορφή. Ένα από τα κύρια εμπόδια στη δημιουργία τέτοιων δικτύων είναι η ανεπαρκής παροχή θρεπτικών ουσιών, για την οποία η ομάδα σχεδιάζει να δημιουργήσει τεχνητά αιμοφόρα αγγεία που θα ενισχύσουν την ανάπτυξή τους.

Επιπλέον, οι ερευνητές θα αναπτύξουν μια αμφίδρομη σύνδεση μεταξύ αυτών των κυττάρων και του ζωντανού ανθρώπινου εγκεφάλου. Αυτές οι μελέτες θα πραγματοποιηθούν σε ασθενείς με επιληψία, στους οποίους έχουν εμφυτευθεί ηλεκτρόδια για τη διαχείριση της κατάστασής τους. Στόχος είναι να εξεταστεί κατά πόσο τα καλλιεργημένα κύτταρα μπορούν να προσαρμοστούν και να αναπτυχθούν ως απόκριση στα εγκεφαλικά σήματα, ενώ οι ασθενείς εκτελούν μια κίνηση με τα χέρια τους.

Βιοϋπολογιστές και μελλοντικές προοπτικές

Αν τα τρισδιάστατα νευρικά δίκτυα αποδειχθούν ικανά να αναπτύσσονται και να μαθαίνουν, οι ερευνητές σχεδιάζουν να εξετάσουν όλες τις δυνατότητές τους. Η νέα τεχνολογία ενδέχεται να βοηθήσει στην αποκατάσταση ασθενών που πάσχουν από ποικίλες παθήσεις, όπως εγκεφαλικά επεισόδια, τραυματισμούς και συγγενείς καταστάσεις που προκαλούν τύφλωση ή άλλες δυσλειτουργίες.

Παράλληλα, οι επιστήμονες θα εξετάσουν και τις ηθικές προεκτάσεις αυτής της νέας τεχνολογίας, η οποία αναπτύσσεται ανάμεσα σε δύο διαφορετικά πεδία με σημαντικά ηθικά ζητήματα. «Αν αυτή η προσέγγιση αποδώσει, πρέπει να διασφαλίσουμε ότι οι δυνατότητες που δημιουργούνται είναι ευθυγραμμισμένες με τις ηθικές αξίες της κοινωνίας», υπογραμμίζει ο Δρ. Liu.

Η τεχνολογία αυτού του είδους βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο, αλλά η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι θα μπορούσε να ανοίξει νέους δρόμους για τη θεραπεία νευρολογικών παθήσεων, προσφέροντας ελπίδα σε εκατομμύρια ασθενείς παγκοσμίως.

Πηγή : https://www.eurekalert.org