تحريك الكتريكي مغز براي هدايت و جهت دهي حيوان

Brain Electrical Stimulation for Animal Navigation

موضوع تحريك الكتريكي مغز و كاربردهاي گسترده آن، يكي از موضوعات مهم در بحث فيزيولوژي عصبي است. در روش هاي تحريك الكتريكي مغزي، پس از اجراي جراحي و كاشتن الكترود، پالس هاي الكتريكي به سمت نقاط مشخص مغز ارسال مي‌شود. اين روش تحريك، مزاياي درماني براي كنترل درد هاي مزمن، كنترل رعشه، كنترل بيماري پاركينسون، كنترل افسردگي و همچنين كنترل اختلال حركتي عصبي دارد. يكي از زمينه‌هايي كه در آن به‌تازگي پيشرفت‌هاي خوبي در آن صورت گرفته است، كنترل حركت و جهت دهي حيوانات در مسير خاص است. در تمام موارد ذكرشده، شناسايي نقاط هدف براي تحريك مناسب در ناحيه از مغز، اهميت زيادي دارد. براي توسعه مدل هاي رفتاري جديد و با هدف ايجاد يك بستر ارتباطي با سيستم عصبي حيوان در فرآيند يادگيري حركت در موقعيت‌هاي مكاني، از سيستم جهت دهي حيوان بر‌مبناي تحريك الكتريكي استفاده مي شود. از تحريك الكتريكي مغز هم به‌عنوان راهنمايي با ايجاد حس مجازي و هم به‌عنوان عامل انگيزشي با ايجاد حس پاداش مجازي براي هدايت و جهت‌دهي حيوان استفاده شده است. در اين مقاله، مروري بر انواع رويكردها، اصول و روش‌هاي تحريك الكتريكي مغزي استفاده‌شده در اين كاربرد، انجام شده است.

The brain stimulation and its widespread use is one of the most important subjects in studies of neurophysiology. In brain electrical stimulation methods, following the surgery and electrode implantation, electrodes send electrical impulses to the specific targets in the brain. The use of this stimulation method is provided therapeutic benefits for treatment chronic pain, essential tremor, Parkinson’s disease, major depression, and neurological movement disorder syndrome (dystonia). One area in which advancements have been recently made is in controlling the movement and navigation of animals in a specific pathway. It is important to identify brain targets in order to stimulate appropriate brain regions for all the applications listed above. An animal navigation system based on brain electrical stimulation is used to develop new behavioral models for the aim of creating a platform for interacting with the animal nervous system in the spatial learning task. In the context of animal navigation the electrical stimulation has been used either as creating virtual sensation for movement guidance or virtual reward for movement motivation. In this paper, different approaches and techniques of brain electrical stimulation for this application has been reviewed.