diamonds55
9th September 2008, 08:42 AM
دانشمندان امریکایی موفق به ساخت یک روبات با مغز بیولوژیک یا بافت های زنده شده اند. محققان دانشگاه «ریدینگ» ادعا می کنند که «گوردون» اولین روباتی است که توسط بافت مغز زنده، تحت کنترل درآمده است. این دانشمندان با استفاده از اعصاب مغز موش، لایه خاکستری مغز این روبات را ساخته اند. یکی از محققان این گروه می گوید؛ «این تجربه شگفت انگیز، مرز میان هوش مصنوعی و طبیعی را از بین برده و تحولی اساسی در ساخت قطعات حافظه نمونه مدل سازی شده و بخش یادگیری مغز ایجاد کرده است.»
«کوین وارویک» پروفسور دانشگاه «ریدینگ» و یکی از طراحان این روبات می گوید؛ «هدف از انجام این پروژه، کشف این مساله است که خاطرات، چگونه در یک مغز بیولوژیکی ذخیره می شوند.»
وی در ادامه می افزاید؛ «فهم نحوه عملکرد سلول های عصبی درون یک شبکه، به نحوی که بتوانند سیگنال های الکتریکی ارسال کنند، به دانشمندان کمک خواهد کرد تا با بیماری های مربوط به آسیب اعصاب مغز، مانند آلزایمر و فلج پیری مبارزه کنند.»
به اعتقاد «وارویک» اگر بتوانیم مسائل اساسی را که در این مدل کوچک مغز اتفاق می افتد، کشف کنیم، نتایج بسیار خوبی در رشته پزشکی به دست خواهیم آورد.
«گوردون» همانند قهرمان فیلم انیمیشن Wall-E، مغزی دارد که از ۵۰ هزار تا ۱۰۰ هزار عصب فعال تشکیل شده است و به همین دلیل به «گوردون» عنوان فرانکشتاین روبات ها نیز اطلاق می شود.
دانشمندان برای ساخت مغز بیولوژیکی این روبات، ابتدا سلول های عصبی جنین های موش را بیرون کشیده و سپس در یک وان آنزیم، آنها را از هم جدا کرده و در یک ماده مغذی آنها را در فاصله ۸ سانتی متر به ۸ سانتی متر روی ۶۰ الکترود منظم کرده اند. این «آرایش چندالکترودی» (MEA)، باعث ایجاد ارتباط میان بخش زنده مغز و قسمت های مکانیکی روبات می شود، به این نحو که سیگنال های الکتریکی حاصل از اعصاب زنده مغز و الکترود ها، به حسگرهای روبات فرستاده شده و باعث به حرکت درآمدن چرخ ها یا قسمت های حرکتی روبات می شود.
از آنجا که مغز این روبات یک بخش زنده است، باید دمای آن توسط واحد کنترل به درجه حرارت معمولی بدن یک موجود زنده درآید و سپس از طریق اتصال رادیویی بلوتوث با اعضای دیگر روبات ارتباط برقرار کند. «وارویک» می گوید؛ «در ابتدای کار، اعصاب مغزی بسیار فعال و پرکار بودند، اما با گذشت ۲۴ ساعت به راحتی توانستند با اعضای بدن روبات ارتباط مناسبی برقرار کنند.»
وی می افزاید؛ « این مغز بیولوژیک پس از گذشت یک هفته، به صورت خودجوش شروع به کار کرد و همانند آنچه در مغز موش یا انسان اتفاق می افتد، به فعالیت خود ادامه داد.» اما مدل سازی انجام شده نشان می دهد این مغز پس از چند ماه فعالیت از بین خواهد رفت.
«وارویک» در این رابطه می گوید؛ «هم اکنون در حال بررسی هستیم تا بتوانیم به شیوه های مختلف، این مغز را آموزش داده و برای رفتار های خاص آماده کنیم.» در برخی مراحل نیز، «گوردون» از اطلاعات خود استفاده کرده و مواردی را یاد می گیرد. به طور مثال زمانی که به یک دیوار نزدیک می شود، حسگرها، یک شوک الکتریکی به او می دهند و این موضوع باعث می شود با دیوار برخورد نکند. به این ترتیب در موقعیت های مشابه نیز یاد می گیرد که چگونه رفتار کند. دانشمندان برای کمک به این فرآیند، از مواد شیمیایی مختلفی بهره برده اند تا فعالیت عصبی را در موقعیت های خاص تقویت یا مهار کنند.
در حقیقت «گوردون» یک روبات چندشخصیتی است، زیرا دانشمندان چندین مغز چند الکترودی را در سر این روبات جا داده اند. «وارویک» می گوید؛ «بسیار جالب است که حتی میان این مغزهای بیولوژیکی و ساخته دست بشر نیز تفاوت هایی وجود دارد، به طور مثال یکی از این مغز ها، پرشور تر و فعال تر از بقیه عمل می کند و آنچه را که می خواهیم سریع تر انجام می دهد.»
از آنجا که به خاطر مسائل اخلاقی، دانشمندان دانشگاه «ریدینگ» و چندین آزمایشگاه فعال در زمینه پژوهش های مغزی، قادر به استفاده از اعصاب مغزی انسان نبوده اند، در میان موجودات زنده، سلول های مغزی موش را گزینه مناسب تری برای این گونه پژوهش ها می شناسند، زیرا تفاوت میان مغز موش و انسان، تنها در کمیت آن است و در کیفیت تفاوت چندانی بین این دو دیده نمی شود.
مغز موش از حدود یک میلیون عصب تشکیل شده و برخی سلول های خاص که وظیفه انتقال اطلاعات در مغز را به عهده دارند، از طریق یک ماده شیمیایی با نام «انتقال دهنده عصبی» اطلاعات را رد و بدل می کنند. اما مغز انسان صد میلیارد عصب دارد. «وارویک» می گوید؛ «این مغز بیولوژیکی، نسخه ساده شده مغز انسان است که می تواند ببیند و توانایی کارهایی را دارد که ما می خواهیم، در حالی که در مورد مغز انسان این کار شدنی نیست.»
www.afp.com
«کوین وارویک» پروفسور دانشگاه «ریدینگ» و یکی از طراحان این روبات می گوید؛ «هدف از انجام این پروژه، کشف این مساله است که خاطرات، چگونه در یک مغز بیولوژیکی ذخیره می شوند.»
وی در ادامه می افزاید؛ «فهم نحوه عملکرد سلول های عصبی درون یک شبکه، به نحوی که بتوانند سیگنال های الکتریکی ارسال کنند، به دانشمندان کمک خواهد کرد تا با بیماری های مربوط به آسیب اعصاب مغز، مانند آلزایمر و فلج پیری مبارزه کنند.»
به اعتقاد «وارویک» اگر بتوانیم مسائل اساسی را که در این مدل کوچک مغز اتفاق می افتد، کشف کنیم، نتایج بسیار خوبی در رشته پزشکی به دست خواهیم آورد.
«گوردون» همانند قهرمان فیلم انیمیشن Wall-E، مغزی دارد که از ۵۰ هزار تا ۱۰۰ هزار عصب فعال تشکیل شده است و به همین دلیل به «گوردون» عنوان فرانکشتاین روبات ها نیز اطلاق می شود.
دانشمندان برای ساخت مغز بیولوژیکی این روبات، ابتدا سلول های عصبی جنین های موش را بیرون کشیده و سپس در یک وان آنزیم، آنها را از هم جدا کرده و در یک ماده مغذی آنها را در فاصله ۸ سانتی متر به ۸ سانتی متر روی ۶۰ الکترود منظم کرده اند. این «آرایش چندالکترودی» (MEA)، باعث ایجاد ارتباط میان بخش زنده مغز و قسمت های مکانیکی روبات می شود، به این نحو که سیگنال های الکتریکی حاصل از اعصاب زنده مغز و الکترود ها، به حسگرهای روبات فرستاده شده و باعث به حرکت درآمدن چرخ ها یا قسمت های حرکتی روبات می شود.
از آنجا که مغز این روبات یک بخش زنده است، باید دمای آن توسط واحد کنترل به درجه حرارت معمولی بدن یک موجود زنده درآید و سپس از طریق اتصال رادیویی بلوتوث با اعضای دیگر روبات ارتباط برقرار کند. «وارویک» می گوید؛ «در ابتدای کار، اعصاب مغزی بسیار فعال و پرکار بودند، اما با گذشت ۲۴ ساعت به راحتی توانستند با اعضای بدن روبات ارتباط مناسبی برقرار کنند.»
وی می افزاید؛ « این مغز بیولوژیک پس از گذشت یک هفته، به صورت خودجوش شروع به کار کرد و همانند آنچه در مغز موش یا انسان اتفاق می افتد، به فعالیت خود ادامه داد.» اما مدل سازی انجام شده نشان می دهد این مغز پس از چند ماه فعالیت از بین خواهد رفت.
«وارویک» در این رابطه می گوید؛ «هم اکنون در حال بررسی هستیم تا بتوانیم به شیوه های مختلف، این مغز را آموزش داده و برای رفتار های خاص آماده کنیم.» در برخی مراحل نیز، «گوردون» از اطلاعات خود استفاده کرده و مواردی را یاد می گیرد. به طور مثال زمانی که به یک دیوار نزدیک می شود، حسگرها، یک شوک الکتریکی به او می دهند و این موضوع باعث می شود با دیوار برخورد نکند. به این ترتیب در موقعیت های مشابه نیز یاد می گیرد که چگونه رفتار کند. دانشمندان برای کمک به این فرآیند، از مواد شیمیایی مختلفی بهره برده اند تا فعالیت عصبی را در موقعیت های خاص تقویت یا مهار کنند.
در حقیقت «گوردون» یک روبات چندشخصیتی است، زیرا دانشمندان چندین مغز چند الکترودی را در سر این روبات جا داده اند. «وارویک» می گوید؛ «بسیار جالب است که حتی میان این مغزهای بیولوژیکی و ساخته دست بشر نیز تفاوت هایی وجود دارد، به طور مثال یکی از این مغز ها، پرشور تر و فعال تر از بقیه عمل می کند و آنچه را که می خواهیم سریع تر انجام می دهد.»
از آنجا که به خاطر مسائل اخلاقی، دانشمندان دانشگاه «ریدینگ» و چندین آزمایشگاه فعال در زمینه پژوهش های مغزی، قادر به استفاده از اعصاب مغزی انسان نبوده اند، در میان موجودات زنده، سلول های مغزی موش را گزینه مناسب تری برای این گونه پژوهش ها می شناسند، زیرا تفاوت میان مغز موش و انسان، تنها در کمیت آن است و در کیفیت تفاوت چندانی بین این دو دیده نمی شود.
مغز موش از حدود یک میلیون عصب تشکیل شده و برخی سلول های خاص که وظیفه انتقال اطلاعات در مغز را به عهده دارند، از طریق یک ماده شیمیایی با نام «انتقال دهنده عصبی» اطلاعات را رد و بدل می کنند. اما مغز انسان صد میلیارد عصب دارد. «وارویک» می گوید؛ «این مغز بیولوژیکی، نسخه ساده شده مغز انسان است که می تواند ببیند و توانایی کارهایی را دارد که ما می خواهیم، در حالی که در مورد مغز انسان این کار شدنی نیست.»
www.afp.com