به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو به نقل از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، شناخت ویژگی‌های شناختی مغز و کارکرد‌های عصبی یکی از دغدغه‌های پژوهشگران و فناوران این حوزه بوده است. پژوهش‌های فناورانه مختلفی با حمایت ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، زمینه را برای توسعه این فناوری فراهم کرده است که نتایج کارآمدی را به دنبال داشته‌اند.

در تازه‌ترین طرح حمایتی این ستاد از یک پژوهش مشخص شد نوسانات مغزی که به واسطه فعالیت همزمان سلول‌های عصبی به وجود می‌آیند، می‌توانند امکان ایجاد الگو‌های مختلف ارتباطی را با وجود ساختار ثابت فراهم کنند.

براساس یافته‌های این طرح تحقیقاتی تحت عنوان بررسی تاثیر پارامتر‌های سلول‌های عصبی و اتصالات سیناپسی برهمزمانی در شبکه‌های عصبی و ریتم‌های مغزی، شبکه و ارتباطات ساختاری مغز تقریبا ثابت هستند و این تغییرات آنی درشبکه­‌های کارکردی و مسیر‌های تبادل اطلاعات به مغز این امکان را می‌دهد که از ساختار ثابت درکارکرد‌های متفاوتی بهره بگیرد.

این پژوهش می‌تواند راه را برای توسعه فناوری تجهیزات ارتباطی میان ماشین و مغز و طراحی ابزار‌های هوشمند پردازش اطلاعات به کمک محاسبه در مغز موجودات زنده هموار کند.


شناخت کارکرد‌های ارتباطی مغز

علیرضا ولی زاده مجری این طرح پژوهشی و فناورانه در این باره گفت: توانایی مغز در تشخیص ارتباط چهره و صدای فرد یا رایحه گل و تصویر آن نتیجه تبادل اطلاعات بین نواحی بینایی و شنوایی و یا بینایی و بویایی است و مغز انسان و سایر موجودات زنده از مجموعه‌ای از نواحی با کارکرد‌های تخصص یافته تشکیل شده است که هر یک از نواحی، پردازش قسمتی از اطلاعات را برعهده دارند.

به گفته این پژوهشگر علوم و فناوری‌های شناختی، لازمه کارکرد درست یک سیستم پردازش توزیع شده و موازی تجمیع اطلاعاتی است که توسط اجزای مختلف پردازش می‌شوند. بسیاری از کارکرد‌های سیستم عصبی مانند شناخت و ادراک ورودی‌های حسی و کنش‌ها و کنترل حرکت مبتنی بر برهمکنش موثر و تبادل اطلاعات بین این نواحی تخصیص یافته است.

وی با بیان اینکه یکی دیگر از ویژگی منحصر به فرد سیستم عصبی آن است که مسیر‌های تبادل و تجمیع اطلاعات بسته به کارکرد مغز و احتمالا در پاسخ به تغییرات دائمی محیط اطراف تغییر می‌کنند، گفت: اطلاعات بینایی، شنوایی یا بویایی در قسمت ­های مشخصی از مغز پردازش می‌شوند و ویژگی‌های مختلف یک تصویر در میدان بینایی از جمله مکان جسم و یا رنگ و شکل آن نیز در مجموعه­‌ها و مسیر‌های متفاوتی به صورت موازی پردازش می‌شوند.

به گفته، ولی زاده، این­گونه پردازش توزیع شده و موازی، یکی از وجوه برتری سیستم‌های عصبی موجودات زنده بر رایانه ­های ساخت انسان است.

این پژوهشگر افزود: مطالعه اخیر صورت گرفته در مغز نشان می‌دهد که چگونه تاخیر و تفاوت بسامد نوسان دو ناحیه می‌توانند جهت و میزان تبادل اطلاعات بین دو جمعیت نورونی را کنترل کنند.


شناخت نوسانات مغزی و الگو‌های ارتباطی

انتقال پیام‌ها از یک ناحیه به ناحیه دیگر در مغز با سرعتی از مرتبه میلی متر بر میلی ثانیه و بعضا با تاخیری در حدود چند میلی ثانیه تا چند ده میلی ثانیه، بسته به فاصله دو ناحیه انجام می‌شود و روشن است که این تاخیر زمان رسیدن پیام‌ها به ناحیه هدف و در نتیجه پاسخ آن ناحیه را تعیین می‌کنند.

ولی زاده با بیان این نکته ادامه داد: نوسانات مغزی پایدار نیستند و دامنه و بسامد آن‌ها در نواحی و زمان‌های مختلف، متفاوت است. این تفاوت در بسامد، تفاوت فاز نوسان دو ناحیه را تعیین می‌کند که به همراه تاخیر تعیین کننده ارتباط موثر بین دو ناحیه خواهد بود.

پژوهشگر علوم و فناوری‌های شناختی با اشاره به این‌که در این پژوهش از پیش بینی‌های نظری و همچنین شبیه سازی دو جمعیت نورونی که مدلی از دو ناحیه از مغز هستند، استفاده شده است می‌افزاید: در این پژوهش نشان داده شده است که چگونه می‌توان جهت و میزان تبادل اطلاعات بین دو ناحیه را با تغییر در تاخیر و تفاوت بسامد نوسان دو جمعیت، پیش بینی و کنترل کرد.

به گفته، ولی زاده، نتایج ارایه شده در این تحقیق مبانی نظری برای سازوکار‌های پویا شبکه­‌های کارکردی و موثر و همچنین وجود همزمان شبکه­‌های متعدد تبادل اطلاعات در باند‌های فرکانسی مختلف، بر پایه وجود تاخیر در انتقال پیام‌های عصبی فراهم می‌کند و نشان می‌دهد چگونه مغز از تاخیر ناگزیر در برهم‌کنش برای بالابردن توان پردازش استفاده کرده است.

وی با اشاره به حمایت ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری از این پژوهش اظهار کرد: این نتایج می‌تواند برای طراحی ماشین­‌های هوشمند پردازش اطلاعات بر پایه نوع محاسبه در مغز موجودات زنده نیز مورد توجه قرار گیرد.