مركز التكنولوجيا العصبية
مركز التكنولوجيا العصبية ( CNT ) هو مركز أبحاث هندسية ممول من المؤسسة الوطنية للعلوم ، يعمل على تطوير أجهزة لاستعادة قدرات الجسم على الإحساس والحركة. يقع المركز في جامعة واشنطن ، وشركاؤه الرئيسيون هم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة ولاية سان دييغو .
مهمة
تتمثل مهمة المركز في تطوير أجهزة وأساليب عصبية مبتكرة لتوجيه المرونة العصبية المُهندسة في الدماغ والحبل الشوكي، مما يُحسّن الوظائف الحسية والحركية للأشخاص المصابين بإصابات الحبل الشوكي ، والسكتة الدماغية، واضطرابات عصبية أخرى. تُعدّ المرونة العصبية المُهندسة شكلاً جديداً من أشكال إعادة التأهيل، حيث تُستخدم أجهزة مُهندسة لإعادة توصيل الجهاز العصبي واستعادة الروابط في الدماغ والحبل الشوكي. [ 2 ] يتخصص باحثو المركز في مجالات الهندسة العصبية ، كما يضم المركز أعضاء هيئة تدريس من مختلف التخصصات الطبية للمساعدة في تطبيق التصاميم عملياً. [ 3 ] يُولي المركز اهتماماً بالغاً لأخلاقيات علم الأعصاب ، ويستكشف كيفية ارتباط القضايا الأخلاقية، مثل الهوية والخصوصية والمسؤولية الأخلاقية أو القانونية، بمجال التقنيات العصبية المتنامي.
منحت المؤسسة الوطنية للعلوم مركز التكنولوجيا العصبية (CNT) ما يقارب 30 مليون دولار منذ عام 2011. [ 1 ] وفي سبتمبر 2018، غيّر مركز هندسة الأعصاب الحسية الحركية اسمه إلى مركز التكنولوجيا العصبية لتسليط الضوء على دور التقنيات العصبية في علاج الدماغ والحبل الشوكي. [ 4 ]
بحث
منصات الاختبار
- مختبر اختبار اللدونة القشرية : يهدف هذا المختبر إلى هندسة اللدونة العصبية في الدماغ، مما يُحسّن قدرة الدماغ على التكيف والتعافي بعد الإصابة. وهو مُوجّه للأشخاص الذين يعانون من اضطرابات عصبية مثل السكتة الدماغية. يختبر باحثو المركز قدرة بروتوكولات التحفيز العصبي على إحداث لدونة عصبية تعتمد على النشاط من خلال إعادة تشكيل الروابط العصبية بين مناطق القشرة الدماغية.
- منصة اختبار اللدونة العصبية للنخاع الشوكي : تختبر هذه المنصة بشكل مباشر قدرة الباحثين على هندسة اللدونة العصبية داخل النخاع الشوكي بعد الإصابة. يستخدم باحثو المركز التحفيز الكهربائي للنخاع الشوكي المتزامن مع النشاط العضلي المتبقي أو الحركة من أجل تحقيق تحسينات دائمة في وظيفة اليد والذراع بعد إصابة النخاع الشوكي.
- بيئة اختبار التكيف المشترك : تركز هذه البيئة على فهم وتطوير خوارزميات رياضية مصممة لمساعدة واجهة الدماغ والحاسوب على التكيف المشترك مع الدماغ نفسه في نظام التحفيز العصبي. ومن أمثلة العمل قياس ديناميكيات القشرة الدماغية واسعة النطاق أثناء التعلم وتحفيز اللدونة العصبية، بالإضافة إلى التغيرات في ديناميكيات القشرة الدماغية التي تحدث عندما يتحكم المستخدمون مباشرةً في تحفيز الدماغ باستخدام أفكارهم.
دفعات
يُمثل محور البحث المعرفة الأساسية أو البحوث الأولية التي يُقدمها الباحثون إلى المركز. وتُساهم هذه المحاور في تطوير التقنيات القائمة والتي يُركز عليها باحثو مركز علوم النانو، بما في ذلك تخطيط كهربية قشرة الدماغ ، وهو إجراء يتم فيه وضع أقطاب كهربائية على الدماغ لتسجيل النشاط الكهربائي. ثم تُدمج هذه التقنيات الجديدة في بيئات اختبار بحثية. [ 5 ] [ 6 ]
المحور الأول: الاتصال والتفاعل
يركز مجال الاتصالات والواجهات بشكل أساسي على تطوير طرق أكثر ذكاءً لاستخلاص المعلومات من الدماغ، وتفسيرها، ثم تزويد الجهاز العصبي بالتغذية الراجعة. [ 7 ] يهدف تطوير هذه الأنظمة الذكية إلى استخدام طاقة أقل لإجراء عمليات حسابية أسرع، وربما استغلال هذه الطاقة من خلال مصادر مبتكرة. في الوقت نفسه، يجب أن تكون هذه الأنظمة سهلة الاستخدام. بعبارة أخرى، يجب أن تكون سهلة الاستخدام وموثوقة في تصميمها الميكانيكي ووظائفها الحسابية. ومن أهداف هذا المجال تطوير نظام تخطيط كهربية قشرة الدماغ (ECoG) صغير الحجم وفعال من حيث استهلاك الطاقة بما يكفي لزراعته بالكامل.
المحور الثاني: علم الأعصاب الحاسوبي
يهدف مشروع Thrust 2 إلى فهم ديناميكيات الدوائر العصبية بشكل أفضل، وتطوير خوارزميات رياضية تكيفية مشتركة لتحفيز اللدونة العصبية في الدماغ والحبل الشوكي. وسيسهم فهم أعمق لعمليات الحساب في الدماغ في تصميم أجهزة حسية حركية للتحكم العصبي، ويتيح إجراء دراسات مستقبلية أكثر تركيزًا على وظائف الجهاز العصبي. [ 8 ] وباستخدام هذه المعرفة، يمكن هندسة الأنظمة غير العضوية بشكل أفضل للتفاعل مع نظام الحساب الداخلي للدماغ.
المحور الثالث: علم الأعصاب التجريبي
يسعى التوجه نحو علم الأعصاب التجريبي إلى الكشف عن المبادئ الأساسية لعلم الأعصاب الحسي الحركي من خلال إجراء تجارب مبتكرة ذات حلقة مغلقة بفضل أجهزة CNT والتطورات الحسابية.
المحور الرابع: أخلاقيات علم الأعصاب
يركز مجال أخلاقيات علم الأعصاب على فهم واستكشاف القضايا الأخلاقية المتعلقة بالتقنيات العصبية، مثل الخصوصية، والوضع الطبيعي، والمسؤوليات الأخلاقية والقانونية. [ 9 ] وينصبّ أحد محاور التركيز على ضمان مشاركة الأشخاص ذوي الإعاقة في جميع مراحل تطوير التقنيات التي تهدف في نهاية المطاف إلى مساعدتهم. ويجري فريق أخلاقيات علم الأعصاب مناقشات جماعية مركزة مع هؤلاء "المستخدمين النهائيين" لتوجيه عمل باحثي تقنيات الأعصاب الآخرين المعنيين بتطوير هذه الأنظمة المساعدة.
البرامج التعليمية

يركز مركز العلوم والتكنولوجيا (CNT) على تعليم الجيل القادم من الباحثين. ويشمل ذلك البرامج التقليدية على مستوى الدراسات العليا، بالإضافة إلى برامج مصممة لطلاب البكالوريوس وطلاب المراحل الدراسية من الروضة وحتى الصف الثاني عشر، ومعلمي هذه المراحل، وذلك لتشجيع التنوع وإدماج الأقليات والأشخاص ذوي الإعاقة. [ 10 ] ويعمل المركز كموقع مضيف لبرامج المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF)، بما في ذلك: تجارب البحث لطلاب البكالوريوس وتجارب البحث للمعلمين .
برنامج البكالوريوس (REU)
يستضيف مركز العلوم والتكنولوجيا (CNT)، بصفته موقعًا مضيفًا لبرنامج البحث الجامعي للطلاب الجامعيين التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم (NSF)، طلابًا من جميع أنحاء الولايات المتحدة لمدة عشرة أسابيع خلال فصل الصيف. ويجري طلاب برنامج البحث الجامعي للطلاب الجامعيين أبحاثًا في مختبرات المركز، ويحضرون محاضرات، ويشاركون في دروس تغطي التواصل العلمي وأساليب البحث.
المحاربون القدامى (REV)
يرعى المركز برنامجًا للمحاربين القدامى في حرم جامعة واشنطن بمدينة سياتل. وعلى غرار برنامج REU، يشارك طلاب من مختلف أنحاء الولايات المتحدة في أبحاث تجمع بين علم الأحياء والهندسة لمدة عشرة أسابيع خلال فصل الصيف. يعمل المشاركون في برنامج REV في مختبرات CNT، ويحضرون محاضرات، ويتعلمون مهارات التواصل العلمي وأساليب البحث.
المعلمون (المتقاعدون)
على غرار برنامج NSF REU، يضع برنامج RET المعلمين في مختبرات CNT. يقوم المعلمون المشاركون بإعداد خطط دروس ليأخذوها معهم إلى الفصل الدراسي؛ وتُنشر هذه الخطط على موقع CNT الإلكتروني ليتمكن أي شخص من الوصول إليها واستخدامها.
برنامج العلماء الشباب (YSP)
برنامج العلماء الشباب هو برنامج صيفي مصمم لمنح طلاب المرحلة الثانوية فرصة إجراء البحوث في بيئة مختبرية أكاديمية قبل الالتحاق بالجامعة. في عام ٢٠١٧، أطلق مركز العلوم العصبية (CNT) نسخة تجريبية مكثفة من هذا البرنامج تُسمى YSP-REACH. يُقام برنامج YSP-REACH لمدة خمسة أيام في جامعة واشنطن، حيث يتلقى طلاب المرحلة الثانوية مقدمة في علم الأعصاب والهندسة العصبية، وأخلاقيات علم الأعصاب، والتواصل العلمي، وأحدث التطورات في مجال واجهات الدماغ والحاسوب. يهدف برنامجا YSP وYSP-REACH إلى تعريف الطلاب بمجال الهندسة العصبية، وتوفير إعداد أساسي للدراسات الجامعية في تخصصات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)، بالإضافة إلى دعم مساراتهم المهنية المستقبلية في هذه التخصصات.
المناهج الدراسية الجامعية
طوّر مركز علوم الأعصاب (CNT) منهجًا دراسيًا جديدًا لطلاب البكالوريوس في جامعة واشنطن ، يتضمن مقرر هندسة الأعصاب، ومختبر هندسة الأعصاب، واستوديو هندسة الأعصاب التقني. كما يُتاح الآن برنامج فرعي لطلاب البكالوريوس في الحوسبة العصبية والهندسة. [ 11 ] وسيتم توزيع مواد هذه المقررات على المؤسسات الشريكة. [ 11 ]
المناهج الدراسية للدراسات العليا
طوّر مركز الحوسبة العصبية (CNT) منهجًا جديدًا لشهادة الدراسات العليا في الحوسبة العصبية والهندسة، يتضمن دورتين جديدتين. [ 12 ] إضافةً إلى ذلك، يدعم المركز الطلاب الدوليين المشاركين في برامج التبادل الطلابي لتعزيز روح التعاون الدولي في هذا المجال. [ 12 ]
مراجع
- 1 2 "ملخص الجائزة رقم 1028725" . المؤسسة الوطنية للعلوم . تم الاطلاع عليه في 23 يوليو 2012 .
- ↑ "الرؤية والرسالة" . NSF ERC/NSE . تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
- ↑ "الأشخاص" . NSF ERC/NSE . تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
- ↑ «مركز تابع لجامعة واشنطن يُحدّث اسمه لتسليط الضوء على دور «التقنيات العصبية» في علاج الدماغ والحبل الشوكي» . أخبار جامعة واشنطن . تم الاطلاع عليه في 3 يوليو 2022 .
- ↑ "CSNE Thrusts" . NSF ERC/SNE . تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
- ↑ "متجر الأجهزة الطبية" . Meditegic . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 نوفمبر 2023 .
- ↑ "المحور الأول: التواصل والتفاعل" . NSF ERC/SNE. مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 يناير 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 سبتمبر 2014 .
- ↑ "المحور الثاني: علم الأعصاب الحاسوبي" . NSF ERC/SNE. مؤرشف من الأصل في 15 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
- ↑ "المحور الثالث: أخلاقيات علم الأعصاب" . NSF ERC/SNE. مؤرشف من الأصل في 24 يوليو 2016. تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
- ↑ "CSNE Education" . NSF ERC/SNE . تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
- 1 2 "برامج البكالوريوس" . NSF ERC/SNE . تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
- 1 2 "برامج الدراسات العليا" . NSF ERC/SNE . تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
47°39′31″ شمالاً 122°18′45″ غرباً / 47.658608° شمالاً 122.312391° غرباً / 47.658608; -122.312391
- مراكز أبحاث علم الأعصاب في الولايات المتحدة
- معاهد البحوث الطبية في الولايات المتحدة
- الهندسة العصبية
- معاهد البحوث في ولاية واشنطن
- معاهد البحوث التابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
- جامعة ولاية سان دييغو
- معاهد بحثية تأسست عام 2011
- المؤسسات التي تم إنشاؤها في ولاية واشنطن عام 2011
- 2011 في العلوم
- المنظمات الطبية والصحية التي تتخذ من ولاية واشنطن مقراً لها
- منظمات جامعة واشنطن
