نگاشت از اطلاعات تصویر به مشخصات تحریک در پروتز بینایی (شبیه سازی سلول گانگلیون)

به منظور بکارگیری مناسب و موثر تحریک الکتریکی در ساخت پروتزهای عصبی، لازم است نحوه تأثیر تحریک الکتریکی بر روی عملکرد سیستم عصبی به خوبی شناخته شود. به عنوان گام اول در تحقیق بر روی عوامل موثر در ایجاد تحریک مناسب می توان از مدل های ریاضی و شبیه سازی کامپیوتری استفاده کرد. در این پروژه پروتزهای روشبکیه ای مورد توجه قرار گرفته و پاسخ سلول های گانگلیون که هدف تحریک در پروتز روشبکیه ای هستند، به تحریک اعمال شده توسط میکروالکترودها شبیه سازی شده است. شبیه سازی های انجام شده در محیط شبیه سازی نرم افزار neuron که نرم افزاری کارآمد در حوزه عصب شناسی می باشد انجام گرفته است. فرآیند تحریک الکتریکی سلولهای گانگلیون در دو مرحله شبیه سازی شده است. در مرحله اول یک سلول گانگلیون با در نظر گرفتن تمام بخش های تشکیل دهنده آن شبیه سازی شده و در مرحله دوم پتانسیل الکتریکی توزیع شده در اطراف سلول، در طول بخش های تشکیل دهنده سلول محاسبه شده است. در نهایت پاسخ ولتاژ غشاء سلول به تحریک های اعمال شده بررسی شده است. بر خلاف مدل های پیشین، در شبیه سازی ارائه شده، مورفولوژی تمامی قسمت های تشکیل دهنده سلول به طور کامل در نظر گرفته شده است. همچنین محاسبات مربوط به توزیع پتانسیل الکتریکی، در تمام بخش های سلول به صورت سه بعدی انجام شده است. منبع تحریک بصورت یک الکترود نقطه ای در محیط نامحدود و همگن در نظر گرفته شده و برای اعمال جریان تحریک از پالس های تک فاز و دوفاز استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که پاسخ های بدست آمده از لحاظ شهودی مطابقت بیشتری با مقادیر و نمودارهای حاصل از آزمایشات تجربی نسبت به مدل سازیهای پیشین دارد و در صورت توسعه مدل می توان از نتایج حاصل برای پیش بینی اثر تحریک اعمال شده بر روی سلول ها و نیز بهبود روش های تحریک استفاده کرد.