MENU
fiber-brain

Στυλό οπτικής ίνας παρακολουθεί τον εγκέφαλο παιδιών με μαθησιακές δυσκολίες

13 Σεπτεμβρίου 2013 • Νευρολογία, Παιδί - Εφηβος, Υγεία, Ψυχολογία - Ψυχική Υγεία

Για λιγότερα από 100 δολάρια ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον σχεδίασαν μια εφαρμογή που τούς επιτρέπει να δουν μέσα στους εγκεφάλους παιδιών με μαθησιακές δυσκολίες.

Η συσκευή, συνδεδεμένη με έναν υπολογιστή, τους δίνει τη δυνατότητα να παρακολουθήσουν τα παιδιά τη στιγμή που αυτά διαβάζουν ή γράφουν. Τόσο η συσκευή, όσο και η έρευνα που χρησιμοποιήθηκε για να μελετήσει τα εγκεφαλικά μοτίβα παιδιών, παρουσιάστηκαν στο Σιάτλ, στον Οργανισμό Χαρτογράφησης του Ανθρώπινου Εγκεφάλου. Πρόκειται για μια μελέτη που περιγράφει το εργαλείο που κατασκευάστηκε στο Κέντρο Ανθρώπινης Ανάπτυξης και Αναπηρίας του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον και δόθηκε στη δημοσιότητα στο οn line περιοδικό Sensors.

«Οι επιστήμονες χρειάζονταν ένα εργαλείο που θα τούς επιτρέψει να δουν σε πραγματικό χρόνο τι γράφει ένα άτομο την ίδια στιγμή που γίνεται η σάρωση στον εγκέφαλό του. Γνωρίζαμε πως οι οπτικές ίνες ήταν το κατάλληλο εργαλείο. Το ερώτημα ήταν πώς θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε μια συσκευή οπτικών ινών για να παρακολουθήσουμε ένα χειρόγραφο», λέει ο Thomas Lewis, διευθυντής του Εργαστηρίου.

Για να δημιουργήσουν αυτό το σύστημα ο Lewis και οι συνάδελφοί του, μηχανικοί Frederick Reitz και Kelvin Wu, πέρασαν μέσα σε ένα στυλό δύο οπτικές ίνες που τις συνέδεσαν σε ένα φωτοστεγανό κουτί σε παρακείμενο δωμάτιο ελέγχου, όπου κατέγραφαν την κίνηση του στιλό. Δημιούργησαν επίσης ένα απλό ξύλινο τετράγωνο κουτί για να κρατήσει ένα κομμάτι χαρτί εκτύπωσης με συνεχείς εναλλαγές χρωματικών διαβαθμίσεων. Το κουτί και το στυλό επέτρεψαν στους επιστήμονες – ερευνητές να καταγράψουν τα χειρόγραφα κατά τη διάρκεια της μαγνητικής τομογραφίας, ώστε να αξιολογήσουν την συμπεριφορά της εγκεφαλικής λειτουργίας την ίδια στιγμή. Και άλλοι ερευνητές ανέπτυξαν στο παρελθόν συμβατές συσκευές για καταγραφή στη διάρκεια της μαγνητικής τομογραφίας, αλλά όπως λέει ο Reitz «η καινούργια το κάνει για το ένα δέκατο του κόστους».

Χρησιμοποιώντας προμήθειες που έτσι κι αλλιώς υπάρχουν στα περισσότερα εργαστήρια, όπως είναι ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής, οι υπόλοιπες προμήθειες – στιλό, οπτικές ίνες, ξύλινο κιβώτιο και χαρτί εκτύπωσης – κοστίζουν λιγότερο από 100 δολάρια. Η συσκευή συνδέεται σε έναν υπολογιστή με λογισμικό που καταγράφει κάθε πτυχή της γραφής, από την εντολή γραψίματος και την επιτάχυνση μέχρι τον δισταγμό και την απογείωση. Η κατανόηση των φυσικών συνηθειών που σχετίζονται με τα πρότυπα που υπάρχουν στον εγκέφαλο ενός παιδιού μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν ποιες είναι οι νευρικές συνδέσεις που εμπλέκονται σε κάθε περιστατικό.

Οι ερευνητές μελέτησαν 11χρονα και 14χρονα παιδιά με δυσλεξία ή δυσγραφία, με διαταραχή στη διαδικασία γραφής ή ομιλίας, καθώς και παιδιά χωρίς μαθησιακές δυσκολίες. Τα «αντικείμενα» παρακολουθούσαν έντυπες οδηγίες στην οθόνη, ενώ την ίδια στιγμή τα κεφάλια τους βρίσκονταν μέσα στον σαρωτή της μαγνητικής τομογραφίας. Το στιλό και το μπλοκ ήταν τοποθετημένα πάνω σε ένα μαξιλάρι αφρού στα γόνατά τους.

Στα παιδιά δόθηκαν εργασίες ανάγνωσης και γραφής διάρκειας τεσσάρων λεπτών. Στη συνέχεια τούς ζητήθηκε απλά να σκεφτούν για το πώς θα γράψουν ένα δοκίμιο (αργότερα το έγραψαν χωρίς τη μαγνητική τομογραφία). Και μόνο που σκέφτονταν σχετικά με το τι θα γράψουν, ο εγκέφαλός τους είχε τις ίδιες αντιδράσεις που θα είχε αν πραγματικά έγραφαν το δοκίμιο.

«Αν φανταστεί κανείς τον εαυτό του να γράφει ένα γράμμα, υπάρχει ένα τμήμα του εγκεφάλου που λειτουργεί σαν να γραφόταν πραγματικά αυτό το γράμμα. Οταν φαντάζεται κανείς τον εαυτό του να γράφει  είναι σχεδόν ίδιο σα να έγραφε πραγματικά, μείον τα προβλήματα της κίνησης», λέει ο Todd Richards, καθηγητής της ακτινολογίας και βασικός ερευνητής της μελέτης του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον. Ο Richards και η ομάδα του αρχίζουν μόλις τώρα να αναλύουν τα δεδομένα που έχουν συλλέξει από περίπου 3 δωδεκάδες παιδιών, ωστόσο έχουν ήδη οδηγηθεί σε κάποια εκπληκτικά αποτελέσματα.

«Υπάρχουν ορισμένα κέντρα και νευρικές οδοί απ’ όπου δεν περιμέναμε υποχρεωτικά κάποια ενεργοποίηση. Υπάρχουν και γλωσσικά μονοπάτια που είναι πάρα πολύ γνωστά σε μας. Επειτα, υπάρχουν και άλλα μονοπάτια που μας επιτρέπουν να μετακινούμε τα χέρια μας. Αλλά το πώς αυτά τα μονοπάτια συνδέονται στα χέρια και την κίνηση, έγινε ακόμα περισσότερο κατανοητό μετά απ’ αυτή τη μελέτη», λέει ο Richards.

Εκτός από τις διαταραχές μάθησης, η νέα μέθοδος θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να μελετήσουν τις ασθένειες στους ενήλικες και ιδιαίτερα τις συνθήκες που προκαλούν προβλήματα ελέγχου της κίνησης, όπως ένα εγκεφαλικό επεισόδιο, η σκλήρυνση κατά πλάκας ή η νόσος του Πάρκινσον.

«Υπάρχουν πολλές ασθένειες όπου δεν μπορεί κάποιος να μετακινήσει το χέρι του με ομαλό τρόπο, ή που είναι και εντελώς παράλυτος. Το θετικό είναι πως όλα αυτά μπορούν πια να καταγραφούν και μέσω αυτής της συσκευής μπορούν να μελετηθούν όλες αυτές οι νευρολογικές ασθένειες».

Σχετικά άρθρα

Σχολιάστε

Η ηλ. διεύθυνσή σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

« »