جستجو . ورود به وبگاه    ۱۴۰۰/۵/۵  
 
 

کتابخانه ديجيتال
گزارشات حاصل از طرح هاي پژوهشي خاتمه يافته


مشخصات گزارش:

۸۷۰۴۲۰۹۶ شماره طرح:
نروپروتز بينايي- مرحله دوم: مكانيسمهاي نروني طبقه بندي اشيا در سيستم بينايي عنوان طرح:
حسين استكي مجري:
پزشکي شاخه:
۸۸/۳/۳۱ تاريخ تصويب طرح:
۹۰/۱۱/۳۰ تاريخ پايان طرح:
۹۰/۱۲/۱ تاريخ انتشار:
توجه: براي دريافت اصل گزارشات لطفا از طريق با صندوق تماس حاصل نماييد. دانلود فايل گزارش:

چکيده:

نابينايي اكتسابي، از معضلات اصلي‌ جوامع بشري، به ويژه كشور‌هاي در حال توسعه مي‌‌باشد. امروزه بطور متوسط در هر ۵ ثانيه ۱ نفر در جهان نابينا ميشود. در عين حال ۹۰ درصد از افراد نابيناي جهان در كشورهاي در حال توسعه زندگي‌ مي كنند. در كشور ما، در حدود ۲۲۰۰۰۰ نفر نابينا وجود دارد و ۱۶ ميليون نفر از بيماريهايي كه بطور بالقوه ميتوانند منجر به نابينايي شوند (همانند ديابت و گلوكوم) رنج مي برند. هزينه‌هاي‌ گزافي كه صرف درمان، نگهداري و از كار افتادگي اين افراد مي شود، وهمچنين آثارشديداً ناتوان كننده اين بيماري در زندگي افراد مبتلا به آن، همواره محققين را به تلاش جهت يافتن راه حلي براي اين معضل بزرگ وا داشته است. از آنجاييكه عمده علل نابينايي اكتسابي از نوع پيش كورتيكال است، در صورت دستيابي به نوروپروتزهاي بينايي قشري، اين ضايعه در قريب به اتفاق مبتلايان قابل اصلاح ميباشد. پروژه حاضر با هدف فهم مكانيسم‌هاي نوروني پردازش اطلاعات بينايي اشياء بعنوان لازمه اصلي ساخت نوروپروتزهاي بينايي طراحي شده است.

شناخت اشيا بينايي كه شامل دو مرحله اصلي‌ طبقه بندي و شناسايي محرك‌هاي بينايي است، از مهمترين اجزاي سيستم شناختي‌ انسان مي‌‌باشد. طبقه بندي اشيا بينايي، قابليتي است كه حتي در محيط‌ هاي بسيار پيچيده بينايي، براحتي و با دقتي‌ بسيار زياد، در هر ثانيه چندين بار توسط مغز صورت مي‌گيرد. فرايند شناخت بينايي، حاصل پردازش اطلاعاتي است كه از طريق شبكيه چشم به قشراوليه بينايي و سپس نواحي بالاتر قشر بينايي مغز ميرسد. يافته هاي حاصل از تحقيقات فراواني كه در مورد مكانيسم‌هاي نوروني پردازش اين اطلاعات در كورتكس‌هاي پايين تر بينايي (قشر پس سري) انجام گرفته، تا آنجا پيش رفته است كه امكان بكار گيري پروتز بينايي را در اين نواحي از مغز و ايجاد بينايي مصنوعي را ميسر ساخته است. امروزه با استفاده از تحريك قشر اوليه بينايي در انسان، امكان القاي ادراك بينايي خام و ابتدايي در حد نقطه و خطوط ايجاد شده است. در كورتكس هاي بالاتر بينايي (قشر گيجگاهي) كه محل نهايي پردازش اطلاعات بينايي و ادراك اشيا پيچيده بينايي است، نحوه پردازش اين اطلاعات درمقايسه با قشر اوليه، بسيار پيچيده ميباشد. اين مساله تا كنون منجر به عدم دستيابي به آگاهي‌ و اطلاعات لازم براي ساخت و بكارگيري پروتز هاي بينايي در اين نواحي گشته است. از آنجاييكه ايجاد بينايي مصنوعي در حدي كه نزديك به ديد طبيعي‌ انسان و برآورنده نياز هاي زندگي‌ طبيعي يك فرد نابينا باشد، تنها از طريق دستيابي به نوروپروتزهاي قشرگيجگاهي ميسر است، فهم مكانيسم‌هاي نوروني شناخت و طبقه بندي اشياء در اين قشر مغزي براي تحقق اين هدف ضروري ميباشد.

در همين راستا و طي ۴۰ سال اخير، تحقيقات گسترده‌اي در زمينه فهم مكانيسم هاي نوروني شناسايي چهره صورت گرفته است. مكمل تمامي اين يافته هاي ۴۰ ساله، مقاله با عنوان "Microstimulation of inferotemporal cortex influences face categorization " بود كه در سال ۲۰۰۶، از آزمايشگاه اينجانب در نشريه Nature به چاپ رسيد و در حقيقت راه گشاي ساخت نوروپروتز هاي بينايي پيشرفته بوده است. در اين مطالعه نشان داده شده است كه در ميمون هاي رسوس در حال انجام آزمون شناسايي وجود چهره در بين تصاوير مبهم بينايي، تحريك الكتريكي نورون‌ هاي پردازش گر چهره در قشر گيجگاهي مغز، منجر به تغيير ادراك و القاي حس ديدن چهره ميشود. تحريك الكتريكي اين نورون ها حتي در زمانيكه تصوير نشان داده شده به رسوس كاملاً مغشوش و فاقد هرگونه اطلاعات بينايي بوده، منجر به القاي حس ديدن چهره گشته است. اين يافته بيانگر امكان استفاده از اين روش در بازگرداندن ادراك بينايي به افراد مبتلا به نابينايي پيش كورتيكال مي باشد. اهميت اين يافته، منجر به انتخاب اين مقاله به عنوان مقاله برگزيده مجله Nature و هم چنين چاپ مقاله‌اي از پروفسور James J. DiCarlo، استاد دانشگاه MIT در توصيف اهميت اين يافته در همان شماره از نشريه Nature ميشود (http://www.nature.com/nature/journal/v442/n7103/full/nature05000.html). وي در روشن شدن اهميت اين كشف، آن را "يافته‌اي كه ميتواند نهايتا منجر به خلق پروتز‌هاي بينايي شود" و هم چنين "راهي‌ به سوي ايجاد ادراك اشيا مختلف در افراد نابينا با استفاده از تحريك تركيبي‌ از نورون‌هاي كورتكس بينايي به كمك ميكروالكترود" دانسته است.

تا كنون عمده تحقيقات انجام شده در زمينه شناخت بينايي، بر روي مكانيسم‌هاي شناخت و طبقه بندي چهره متمركز بوده است و دانسته‌هاي بشر در مورد پردازش اشياء بينايي غير از چهره، بسيار ناچيز مي باشد. در شرايط كنوني، براي‌ دستيابي به بينايي مصنوعي، نيازمند تكميل اطلاعاتمان در مورد پردازش اشياء بينايي غير از چهره هستيم. در نگاهي‌ كلي‌ به روند دستيابي به نوروپروتز‌هاي بينايي، ميتوان از يافته مقاله آزمايشگاه اينجانب درمجلهNature ، به منزله مرحله اول و از فهم مكانيسم پردازش اطلاعات بينايي اشياءغير چهره به عنوان مرحله دوم، پيش از سومين و آخرين مرحله يعني‌ ساخت اين پروتز‌ها ياد كرد. از اين رو، هدف اين طرح تحقيقاتي، كشف مكانيسم‌هاي نوروني شناخت و طبقه بندي اشياء بينايي غير از چهره در نظر گرفته شده كه پيش زمينه ايجاد ادراك آن اشياء از طريق تحريك نورون هاي پردازشگر آنها و تكميل پازل بينايي مصنوعي است.

در اين پروژه فعاليت تك نورونهاي قشر گيجگاهي حين انجام آزمون پيچيده دسته بندي اشيا مبهم بينايي غير از چهره، ثبت مي‌‌گردد. از آنجايي كه ثبت از مغز انسان به دليل تهاجمي بودن اين روش مقدور نمي‌‌باشد، از ميمون هاي رسوس استفاده ميشود. دو رسوس براي طبقه بندي تصاوير بينايي منتخب از شش گروه (بدن انسان، بدن ميمون، بدن چهار پايان، هواپيما، ماشين و صندلي‌)، به دو گروه اصلي‌ " بدن يا اشياء" آموزش مي‌‌بينند. پس از آنكه عملكرد رسوس‌ها در اين آزمون به حد مطلوب رسيد، به طور روزانه حين طبقه بندي اين تصاوير، از فعاليت تك سلول‌هاي قشر گيجگاهي آنها، ثبت خارج سلولي انجام ميشود. در پايان، اطلاعات جمع آوري شده از نورون‌ها با برنامه نويسي پيشرفته در نرم افزار MATLAB، تحليل مي‌‌شود. مشاهدات اخير اينجانب كه با همكاري دانشمنداني از ژاپن، هلند و آمريكا صورت گرفته و اخيراً در مجله Neuron با عنوان “Matching Categorical Object Representations in Inferior Temporal Cortex of Man and Monkey” ، به چاپ رسيده است نشان ميدهد كه نتايج تحقيقات انجام شده بر روي ميمون رسوس بعنوان بهترين مدل حيواني اينگونه مطالعات، در انسان قابل استفاده ميباشد.


 
  جستجو در کتابخانه ديجيتال
نام مجري (نويسندگان):
عنوان گزارش:
چکيده و متن:
راهنماي جستجو
 
  ابزارهاي مشاهده
راهنمايي
دريافت فونت ها
تغيير رنگ هاي سايت
نسخه قابل چاپ اين صفحه
 
© تمام حقوق براي صندوق محفوظ است | صفحه اول | چاپ صفحه
آخرين بهنگام سازي اين صفحه: ۱۳۹۳/۱۱/۱ - ۱۶:۵۱