يبني العلماء رقاقة الخلايا العصبية الاصطناعية التي يمكن أن تعترف بالإشارات البيولوجية في الوقت الحقيقي

تنتج خوارزميات الشبكة العصبية الحالية نتائج رائعة وتساعد في حل عدد مذهل من المشاكل. ومع ذلك، فإن الأجهزة الإلكترونية المستخدمة لتشغيل هذه الخوارزميات لا تزال تتطلب قوة معالجة ضخمة. عندما يتعلق الأمر بالمعالجة في الوقت الفعلي لمعلومات الحسية أو التفاعل مع البيئة، فإن أنظمة الذكاء الاصطناعي (AI) لا يمكن أن تنافس ببساطة مع الدماغ الفعلي. وهندسة Neuromorphic هي طريقة جديدة واعدة تقوم ببناء جسر بين الذكاء الاصطناعي والاستخبارات الطبيعية.

استخدم فريق بحثي متعدد التخصصات في جامعة زيوريخ، مستشفى eth Zurich and الجامعي في زيوريخ هذه الطريقة لتطوير رقاقة بناء على تكنولوجيا عصبية يمكنها تحديد إشارات بيولوجية معقدة بشكل موثوق بدقة. تمكن العلماء من استخدام هذه التكنولوجيا للكشف عن التذبذبات عالية التردد المسجلة مسبقا (HFO). لقد أثبتت هذه الموجات المحددة، التي تم قياسها باستخدام الكهربائي الإلكترونيات داخل الجمجمة (IEEG)، أنها تعد حيوية حيوية لتحديد أنسجة الدماغ التي تسبب النوبات.

قام الباحثون أولا بتصميم خوارزمية لاكتشاف HFO من خلال محاكاة الشبكة العصبية الطبيعية للدماغ: شبكة صغيرة نارية صغيرة الحجم (SNN). الخطوة الثانية هي تطبيق SNN في أجهزة بحجم الظفر الذي يتلقى إشارات عصبية من خلال الأقطاب الكهربائية. على عكس أجهزة الكمبيوتر التقليدية، فإن لديها كفاءة ضخمة للطاقة. وهذا يجعل الحسابات مع دقة زمنية عالية جدا ممكنة دون الاعتماد على الإنترنت أو الحوسبة السحابية.

وقال جياكومو إنديفيري، أستاذ في معهد الولادة العصبية في جامعة زيوريخ وهرس زيوريخ، إن "تصميمنا يتيح لنا أن ندرك أنماط SpatiotiaPoral في الإشارات البيولوجية في الوقت الفعلي".

يخطط الباحثون الآن لاستخدام النتائج التي توصلوا إليها لإنشاء نظام إلكتروني لتحديد ومراقبة HFOS بشكل موثوق في الوقت الفعلي. عند استخدامها كأداة تشخيصية إضافية في غرفة العمليات، يمكن للنظام تحسين نتائج التدخلات العصبية.

ومع ذلك، ليس هذا هو المجال الوحيد الذي يمكن أن تلعب فيه هوية HFO دورا مهما. الهدف من الفريق طويل الأجل هو تطوير جهاز لرصد الصرع الذي يمكن استخدامه خارج المستشفى، مما يجعل من الممكن تحليل إشارات عدد كبير من الأقطاب الكهربائية في غضون أسابيع أو أشهر.

يوضح يوهانس سارنثين، عالم الأعصاب في مستشفى جامعة زيورخ،: "نريد دمج اتصال بيانات لاسلكي منخفض الطاقة في التصميم - على سبيل المثال، لتوصيله بالهاتف المحمول. يمكن أن تعترف شريحة محمولة أو زرع مثل هذا بمعدل نوبة أعلى. فترات مرتفعة أو منخفضة، والتي ستسمح لنا بتوفير الطب المخصص ".