برگرداندن حافظه بعد از آسیب تروماتیک مغز با تحریک مغزی

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، حافظه انسان معمولاً تحت جراحت‌های شدید مغزی دچار آسیب می‌شود. ممکن است این جراحت‌ها تأثیری طولانی‌مدت یا حتی دائمی داشته باشد؛ اما تحقیقی جدید نشان می‌دهد تحریک الکتریکی مغز با کمک هوش مصنوعی در افراد مبتلا به جراحت‌های مغزی معتدل تا سخت ممکن است از بین رفتن حافظه آنها را درمان کند.

جراحت تروماتیک مغزی (TBI) نوعی از جراحت است که در نتیجه ضربه شدید یا پرت شدن بدن یا سر اتفاق بیفتد. این امر به‌طور معمول پس از تصادف‌های رانندگی، ورزش‌های سنگین، تیراندازی و افتادن اتفاق می‌افتد. شدت TBI به ماهیت ضربه به مغز و شدت تورم و آسیب به نورون‌ها ورگ‌های خونی بستگی دارد.

پس از TBI فرد دچار فراموشی پس از تروما (PTA) می‌شود. در این وضعیت فرد سردرگم است و نمی‌تواند رویداد‌های پس از جراحت را به یاد بیاورد. هرچند PTA گذرا است و ممکن است از چند دقیقه تا چند ماه طول بکشد و شدت آن از متوسط تا ضعیف باشد؛ اما تأثیری ماندگار روی حافظه دارد.

محققان دانشگاه پنسیلوانیا در تحقیقی جدید تأثیرگذاری تحریک الکتریکی مغز با کمک هوش مصنوعی در افراد دچار TBI سخت تا معتدل را بررسی کردند.

مایکل کاهانا مؤلف ارشد پژوهش می‌گوید: بیشتر این بیماران جوان و از لحاظ فیزیکی سالم بودندغ اما با چند دهه اختلال در حافظه روبرو بودند. تحقیق فعلی بر اساس یک پژوهش ۲۰۱۷ انجام شد که در آن محققان دانشگاه متوجه شدند در زمانی که یک مدل ماشین یادگیری پیش‌بینی می‌کند حافظه فرد دچار اختلال شده، تحریک الکتریکی انجام می‌شود.

در تحقیق سال ۲۰۱۷ میلادی از یک شبیه‌سازی حلقه باز استفاده شد. این بدان معنا بود که هوش مصنوعی آن را بدون توجه به وضعیت مغز به کار برده بود. در سال ۲۰۱۸ میلادی محققان مدل هوش مصنوعی را روی ۲۵ بیمار مبتلا به صرع آزمایش و فعالیت مغزی آنها را رصد کردند. آنها تحریک را در قسمت چپ مغز انجام دادند؛ زیرا تصور می‌شد این قسمت از مغز دچار آسیب شده است. این یک شبیه‌سازی حلقه بسته بود و محققان متوجه شدند حافظه و عملکرد یادگیری ۱۵ درصد بیشتر شد.

در پژوهش پیش رو محققان هشت فرد مبتلا به صرع را استخدام کردند که بیمار آنها با دارو کنترل نمی‌شد و تاریخچه TBI معتدل تا سخت داشتند. آنها با کمک الکترود‌های قابل کشت تحت نظارت بودند. از هر یک از بیماران تستی گرفته شد تا فهرستی از اسامی مجموعه وار را به یاد بیاورند. این تست با و بدون تحریک الکتریک مغز به‌طور حلقه بسته انجام شد. در این فرایند بدون تحریک الکتریکی محققان نشانگر‌های شخصی‌سازی شده از ارتقای موفقیت‌آمیز حافظه به دست آوردند که در جلسات بعدی برای تحریک الکتریکی مغز با حلقه بسته به کار گرفته می‌شد.

در فرایند تحریک، الگوریتم ماشین یادگیری حافظه را به‌طور موفقیت‌آمیز بازیابی کرد و هنگامی‌که عملکرد حافظه پایین تراز حد معمول بود، فرایند به خاطر آوردن با و بدون تحریک مغز با حلقه بسته انجام شد.

محققان در طول جلسه بدون تحریک، نشانگر‌های زیستی شخصی‌سازی شده رمزگذاری حافظه را شناسایی کردند که می‌توانستند در جلسات بعدی برای کنترل تحریک حلقه بسته مغز از آن‌ها استفاده کنند. در طول جلسه تحریک، الگوریتم یادگیری ماشین موفقیت حافظه را در زمان واقعی رمزگشایی کرد و زمانی که عملکرد حافظه شرکت‌کننده کمتر از میانگین پیش‌بینی‌شده بود، تحریک را آغاز کرد.

هنگامی‌که محققان نرخ‌های یادآوری را با تحریک حلقه بسته بررسی کردند، دریافتند که شرکت‌کنندگان موارد را با اطمینان بیشتری نسبت به زمانی که هیچ تحریکی استفاده نمی‌کردند، به خاطر می‌آورند. به‌طور متوسط، تحریک حلقه بسته، یادآوری حافظه را ۱۹٪ بهبود می‌بخشد.