جام جم آنلاين: چشم همان حساسيتي را دارد كه محققان علوم پزشكي براي اعضايي همچون مغز و قلب در نظر مي‌گيرند. از اين رو هر فناوري نويني كه در حوزه اين عضو حساس ارائه مي‌شود توجه متخصصان و پزشكان را به خود جلب مي‌كند. در سال‌هاي اخير و با توجه به فناوري‌هاي نويني كه در علم پزشكي ارائه شده است درمان‌هاي مربوط به حوزه چشم نيز پيشرفت‌هاي قابل توجهي پيدا كرده است.
ايمپلنت‌هاي چشمي از جمله اين دستاوردهاست كه هر از چند گاهي با نمايش ابتكار عملي تازه در دنياي خبرهاي علمي ـ پزشكي خبرساز مي‌شوند. برخي از اين دستاوردها به جهت كوچكي خيره‌كننده از جذابيت خاصي برخوردارند. برخي از آنها شامل دستگاه‌هايي مي‌شوند كه اندازه‌شان به زحمت به يك‌چندم يك سكه كوچك مي‌رسد. در اين ميان گروهي از محققان دانشگاه ميشيگان اين روزها از جمله خبرسازان اين عرصه هيجان‌انگيز لقب گرفته‌اند. چرا كه فناوري نويني در قالب يك سيستم محاسباتي پيچيده و بسيار كوچك ارائه كرده‌اند كه مهم‌ترين ويژگي آن كوچك بودن چشمگيرش است.
اين فناوري با اندازه چند ميلي‌متري خود قابليت‌هاي خيره‌كننده‌اي دارد. محققان اين دانشگاه در واقع وسيله‌اي ارائه كرده‌اند كه مدعي هستند نخستين سيستم كامل محاسباتي در ابعاد ميلي‌متري براي چشم است. آنها اين سيستم را به عنوان يك كنترل‌كننده فشار چشم طراحي كرده‌اند و مدعي هستند كه به دليل اين‌كه مي‌توان آن را در چشم كاشت تفاوت چشمگيري با بسياري از فناوري‌هاي رقيب دارد. در حقيقت اين سيستم فرآيند تشكيل آب سياه در بيماران مستعد به ابتلا به اين بيماري را زير نظر مي‌گيرد.
اما اين دستگاه گرچه بسيار كوچك است اما انبوهي از فناوري‌هاي نوين را در خود دارد. اين فناوري‌ها از ريزپردازشگر گرفته تا حسگر فشار، حافظه، باتري فيلم باريك، سلول خورشيدي و راديوي بي‌سيم مجهز به آنتن كه اطلاعات به دست آمده را به دستگاه راداري كه در خارج از بدن قرار دارد، ارسال مي‌كند. تمام اين مجموعه تنها كمي بيشتر از يك ميلي‌متر مكعب فضا اشغال مي‌كند.
دانشمندان به اين فناوري نوين به عنوان گامي مهم در فرآيند تكامل رايانه‌هاي موثرتر و در عين حال كوچك‌تر نگاه مي‌كنند.
پروفسور ديويد بلا، از دانشگاه ميشيگان كه در صدر اين گروه تحقيقاتي قرار دارد، مي‌گويد: هنگامي كه صحبت از دستگاه‌هاي قابل حمل و كوچك به ميان مي‌آيد دقت و ظرافت نخستين فاكتورهايي است كه به چشم مي‌آيند.
چالش بزرگ بعدي اين است كه اين دستگاه‌ها را كوچك و كوچك‌تر كنيم تا آنجا كه ابعادشان به ميلي‌متر برسند و اين در حالي است كه همين ابعاد بسيار كوچك بايد دربرگيرنده يك سري فناوري‌ها براي كنترل فعاليت‌ها و امور مختلف باشند. كاربردهاي گوناگوني براي اين سيستم‌هاي بسيار كوچك تعريف شده است كه از محيط داخل بدن گرفته تا محيط اطراف و سازه‌هاي ساختماني طيف گسترده و متنوعي را شامل مي‌شوند.
از آنجا كه اين سيستم‌هاي كنترلي بسيار ريز هستند اين امكان وجود دارد كه صدها هزار از آنها را روي يك سكه كوچك تعبيه كرد. در سال‌هاي گذشته استفاده از اين نوع فناوري در صنايعي نظير الكترونيك‌سازي گسترش روزافزوني پيدا كرده است اما اكنون حوزه هيجان‌انگيزتري براي آن گشوده شده است: استفاده در حساس‌ترين قسمت‌هاي بدن نظير چشم.
محققان عنوان رايانه‌هاي لي‌لي‌پوتي را بر روي اين دستگاه كنترلي گذاشته‌اند. به گفته محققان دانشگاه ميشيگان اين ريزرايانه‌ها از نسل سوم نوعي تراشه فوق‌مدرن بهره مي‌برند كه تنها توان قابل توجهي دارند بلكه سطح مصرف آنها نيز بسيار پايين است. اين سيستم هوشمند به گونه‌اي طراحي شده است كه هر 15 دقيقه يك بار به طور كاملا خودكار بيدار شده و به بررسي و ثبت داده‌هايي درباره وضعيت چشم بيمار مشغول مي‌شود.
نكته هيجان‌انگيز ديگر مصرف تنها 3/5 نانووات انرژي در اين سيستم است. براي اين‌كه اين سيستم شارژ شود و در حال شارژ نيز باقي بماند باتري تعبيه شده در سيستم بايد روزانه حدود 10 ساعت در معرض نور راه يافته خورشيد به داخل مكان‌هاي سربسته و يا 5/1 ثانيه در برابر تابش مستقيم خورشيد قرار گيرد.
نكته: دانشمندان به اين فناوري نوين به‌عنوان گامي مهم در فرآيند تكامل رايانه‌هاي موثرتر و درعين حال كوچك‌تر نگاه مي‌كنند
در حالي كه اين سيستم در حال انتقال داده‌هاي ثبت شده به دستگاه ثبت و پردازش‌كننده اصلي است، اين امكان وجود ندارد كه كل سيستم با ساير سيستم‌هاي احتمالي موجود در محيط ارتباط برقرار كند. اين يك نكته ضروري است حتي اگر امكان تشكيل شبكه بي‌سيم حسگري ميان آنها نيز وجود داشته باشد.
ابتكار عمل اصلي كه با هدف كوچ شدن هرچه بيشتر اين سيستم محاسباتي به كار گرفته شده است چيزي نيست جز حذف كريستال‌ها از مدار. در نسخه‌هاي قبلي كه تا پيش از اين ارائه شده‌اند استفاده از كريستال‌ها به عنوان عناصري براي ثبت زمان ضروري به نظر مي‌رسيده است. همچنين از آنها براي انتخاب فركانس راديويي در زماني كه قرار باشد دو سيستم مشابه با هم در ارتباط باشند استفاده مي‌شود.
اما در فناوري نويني كه در دانشگاه ميشيگان ارائه شده است خبري از به كارگيري كريستال‌ها نيست. درعوض ريز آنتن اين سيستم به عنوان يك جايگزين مطئن به كار گرفته مي‌شود. اندازه بسيار كوچك آنتن و شكل آن، 2 فاكتوري است كه خيال محققان را در استفاده از آن در اين سيستم راحت كرده است.
تنها چالشي كه فعلا محققان پيش روي خود مي‌بينند كاستن از مصرف آنتن اين دستگاه است كه اگر از اين مانع نيز با موفقيت عبور شود مي‌توان اميدوار به حيات فناوري كاربردي با راندمان عالي مصرف انرژي براي موارد پزشكي بود. البته هنوز معلوم نيست كه چه زماني از اين فناوري نوين در بيمارستان‌ها و مراكز درماني مخصوص بيماران چشمي استفاده خواهد شد اما به گفته محققان دانشگاه ميشيگان بين 5 تا 7 سال ديگر نسخه‌هاي اوليه و تجاري‌سازي شده اين فناوري نوين در اختيار بيماران قرار خواهد گرفت. گرچه به اين ترتيب نمي‌توان انتظار همه‌گيرشدن استفاده از اين فناوري نوين در ماه‌هاي آتي را داشت، اما قرار است در جريان برگزاري كنفرانس‌ها و نشست‌هاي مختلف علمي ـ پزشكي به بررسي جنبه‌هاي مختلف فني آن پرداخته شود.
به عقيده كارشناسان از آنجاكه اين سيستم محاسباتي قرار است در جايي به نام چشم به كار گرفته شود به خرج دادن هرگونه وسواسي در كاربردي شدن آن دور از ذهن به نظر نمي‌رسد. قرار است در ماه‌هاي پيش روي استفاده‌هاي اوليه از اين فناوري نوين بر روي نمونه‌هاي آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گيرد.
محققان حساب وي‍ژه‌اي بر روي موش‌هاي آزمايشگاهي باز كرده‌اند و در نظر دارند تا تاثيرگذاري اين سيستم نوين محاسباتي را بر روي چشم اين جانوران به دقت دنبال كنند.
بيماري‌هايي نظير آب سياه ميليون‌ها تن در سراسر جهان را دچار مشكلات مختلف كرده است. با اين حال ريزسيستم محاسباتي كه محققان دانشگاه ميشيگان ارائه كرده‌اند مي‌تواند پزشكان را به طور لحظه به لحظه در جريان آنچه كه در چشم اين دسته از افراد مي‌گذرد، قرار دهد. به اين ترتيب نه تنها پزشك از اطلاعات مهم و قابل اطميناني استفاده مي‌كند بلكه مي‌تواند در مواقع ضروري و بحراني نيز تصميمات درستي براي معالجه چشم بيمار اتخاذ كند. پيش‌بيني مي‌شود اين سيستم محاسباتي كه مي‌توان آن را آغازگر نسل جديد ريزرايانه‌ها به شمار آورد با استقبال بيماران نيازمند روبه‌رو شود.
scientificamerican / مترجم: مهدي پيرگزي