در یک قدمی تحقق رویای دیرین انسان - سفر ارزان به دبی

به گزارش سفر ارزان به دبی، دانشمندان نورا می خواهند کاری نمایند تا مردم بتوانند با فکر خود دستگاه ها و ماشین ها را کنترل نمایند، رویایی که تا کنون فقط در فیلم های علمی تخیلی دیده ایم.

پریسا عباسی: در حالی که ایلان ماسک مشغول خرید و تصاحب توییتر بود، نورا(Neuralink)، شرکت ارتباط مغز و کامپیوتر متعلق به او، مشغول کار بر روی اصلاح فن آوری خود بود. هدف این شرکت کاشت ایمپلنت هایی است که امکان ارتباط مستقیم بین مغز انسان و کامپیوتر را فراهم می نماید.

این سیستم ها که نام آنها رابط های مغز و کامپیوتر است و به اختصار BCI نامیده می شوند، از الکترودهای کوچکی استفاده می نمایند که در مغز قرار می گیرند تا سیگنال های دریافتی نورون های مجاور خود را بخوانند. سپس یک نرم افزار این سیگنال ها را رمزگشایی نموده و آنها را تبدیل به دستورات یا اقداماتی نظیر حرکت مکان نما یا یک بازوی رباتیک می نماید.

بیشتر بخوانید:

اولین بمب افکن نسل ششم دنیا / چین توان سرنگون کردن بمب افکن نو آمریکا را دارد؟/ عکس

در سال 2019 ماسک ادعا کرد که نهایتا دستگاه فراوری شده در شرکتش به مردم اجازه می دهد تا به همزیستی با هوش مصنوعی دست یابند.

کاشت تراشه در مغز انسان

عصر چهارشنبه تیم نورا در یک برنامه زنده با نام نمایش دهید و بگویید(show and tell) مجموعه ای از پیشرفت های فنآوری خود را ارائه کرد. ماسک گفت که نورا ارسال مدارک خود برای آزمایشهای بالینی انسانی را به سازمان غذا و دارو آغاز نموده و امیدوار است که تا شش ماه آینده یک دستگاه نورا در مغز یک بیمار کار گذاشته گردد. ماسک گفت: ما برای اینکه این دستگاه را در سر اولین انسان قرار دهیم، بسیار سخت کار نموده ایم و بدیهی است که می خواهیم قبل از اینکه این دستگاه را در سر یک انسان قرار دهیم مطمئن شویم که به خوبی کار خواهد نمود.

او دو کاربرد اصلی که از این تکنولوژی انتظار دارد را کاملا معین کرد، یاری به افراد فلج برای اینکه بتوانند از دستگاه های دیجیتال به طور کامل استفاده نمایند. و دوم برای بازگرداندن بینایی به افرادی که بینایی خود را از دست داده اند. ماسک گفت:ما معتقدیم که می توانیم بینایی را حتی برای کسانی که هرگز قدرت بینایی نداشته اند و بطور مادرزاد کور متولد شده اند، بازیابی کنیم. ماسک در صحبت های خود برای اثبات این مطلب مدرکی ارائه نداد، اما یک نمایش ویدئویی از چگونگی قرارگیری و استفاده از ایمپلنت نورا، که باعث تحریک حس بصوری-فلاش نور- در مغز میمون می گردد، نشان داده شد.

تیم نورا همچنین نشان دادند که چگونه ربات های جراح، رشته های الکترود را وارد یک ماکت آناتومی مغز که با ماده ژلاتینی پروکسی مغز پر شده است می نمایند. این رشته های الکترود هم باعث تحریک مغز می شوند و هم سیگنال های خروجی را می گیرند. D. J. Seo معاون ایمپلنت شرکت می گوید: این دستگاه قادر است این رشته های کوچک که تنها به مقدار چند سلول گلبول قرمز هستند را به خوبی راهنمایی نموده و آنها را به شکل قابل اعتمادی وارد یک شاخه محرک نمایند، بدون اینکه به عروق صدمه ای بزنند.

او گفت :این دستگاه در انجام این کار کاملا قابل اعتماد است. در مدت زمان ارائه این مطلب که حدودا 15 دقیقه طول کشید، ربات توانست حدود 64 رشته را در آناتومی طراحی شده، نصب کند.

ماروین آندوجار، استادیار علوم کامپیوتر و مهندسی در دانشگاه فلوریدا جنوبی، که در پروژه نورا شرکت ندارد می گوید:بازوی رباتیک به علت دقت و سرعت بالای در جاگذاری الکترود، مخصوصا زمانی که صحبت از قرار دادن هزاران الکترود در مغز است، بزرگترین پیشرفت و دستاورد تا به امروز محسوب می گردد.

محققان BCIها را از دهه 1960 میلادی استفاده نموده اند، اما این دستگاه ها هنوز هم آزمایشی تلقی می شوند و به صورت تجاری در دسترس نیستند. در سرتاسر دنیا تنها چند ده نفر هستند که به عنوان بخشی از تحقیقات، با این رابط ها تجهیز شده اند. آنها به داوطلبانی که فلج هستند این توانایی را می دهد که افکار خود را به گفتار تبدیل نموده، دوباره متوجه احساسات شوند، و یک ویلچیر را حرکت دهند. اما این فنآوری هنوز در مراحل اولیه است.

نوآوری و مزیت بزرگ نورا نسبت به دیگران

گستره ترین ایپملنت مغزی که تا به امروز آزمایش شده است Utah Array(یک مربع سیلیکونی سخت با 100 سوزن ریز بیرون زده) است. هر یک از این سوزن ها حدود یک میلیمتر طول دارد و در نوک آنها الکترودهایی قرار دارند که سیگنال های مغز را دریافت می نمایند. اما این دستگاه های سخت می توانند در بافت مجاور خود ایجاد زخم نموده و به مرور زمان در توانایی دریافت سیگنال آنها اختلال ایجاد نمایند. در عوض، یکی از نوآوری های نورا، رشته های انعطاف پذیر آن است که به ایمپلنت متصل هستند.

نورا همچنین در کوشش است تا BCIهای موجود را که احتیاج به تنظیمات عجیب و جراحی مغز تهاجمی دارند را بهبود بخشد. در عوض، ربات این که شرکت که شبیه ماشین خیاطی است می تواند الکترودها را از طریق سوراخ کوچکی در جمجمه وارد مغز کند. همچنین این دستگاه برخلاف بیشتر BCIهای موجود، که وابسته به کابلهای خارجی ای هستند که از بالای سر فرد به کامپیوتر متصل هستند، سیگنال های مغزی را به صورت بی سیم منتقل می نمایند.

نمونه اولیه نورا در خوک ها و میمون ها آزمایش شده است و در آپریل 2021، این شرکت ویدئویی از یک ماکاک(نوعی میمون) منتشر کرد که در آن به لطف دو ایمپلنت مغزی که این شرکت در مغز این میمون نصب نموده بود، او می توانست بدون استفاده از دستانش بازی ویدئویی Pong را انجام دهد.

شرکت در سال 2020 در یک بروزرسانی، خوک هایی که با دستگاه نورا و به مقدار یک سکه در مغزشان کاشته شده بودند را روی یک صحنه آوردند تا ماسک بتواند ایمنی ایمپلنت و همچنین توانایی آن در ثبت فعالیت عصبی از مغز خوک ها را نشان دهد. یکی از خوک ها در زمان نمایش در مغز خود ایمپلنت داشت ولی از مغز خوک دیگر ایمپلنت را برداشته بودند. در همین حال سیگنال های مغز خوک روی صفحه نمایش پخش می شد.

ایمپلنت کنونی که مقدار آن یک چهارم شده است، حاوی 1000 الکترود یا کانال است و قابلیت ضبط و تحریک نورون های اطراف خود را دارد. اما کارکنان نورا در روز چهارشنبه اعلام کردند که در حال کار بر روی نسل بعدی یک تراشه با بیش از 4000 کانال بر روی آن، ولی با همان مقدار هستند.

اگرچه ممکن است نورا شناخته شدن ترین شرکت در زمینه ساخت ایمپلنت های مغزی باشد، اما تعداد انگشت شماری از شرکت های دیگر نیز روی این موضوع کار می نمایند و با مسائل متداولی نظیر ایمنی، طول عمر و کارهایی که کاشت ایمپلنت می تواند انجام دهد دست و پنجه نرم می نمایند.

دیگران هم بیکار ننشسته اند

دو کارمند سابق نورا BCI خود را راه اندازی نموده اند. سال گذشته مکس هوداکس رئیس سابق نورا، شرکت خود به نام Science Corp را راه اندازی کرد. و بنجامین راپوپورت یکی دیگر از اعضاء اصلی تیم ماسک نیز شرکت Precision Neuroscience را راه اندازی کرد. در یک پست وبلاگی در وب سایت شرکت Science Corp در تاریخ 21 نوامبر، کارکنان این شرکت کارهای خود را با هدف بازگرداندن بینایی افرادی که مبتلا به retinitis pigmentosa(ورم رنگیزه ای شبکیه چشم) و دژنراسیون ماکولا(macular degeneration) مربوط به خشکی چشم هستند بازگو کردند. این بیماری ها دو شکل از نابینایی جدی هستند که درمان کامل و خوبی برای آن وجود ندارد. طبق نوشته این وبلاگ، این شرکت در حال کار کردن بر روی اطلاعات ایمنی در حیوانات است.

در همین حال، شرکت Precision Neuroscience در حال کار بر روی یک ایمپلنت مغزی نازک و انعطاف پذیر برای معلولین است که در قسمت بالای مغز قرار می گیرد و می توان بجای سوراخ کردن جمجمه، آن را با یک شکاف کوچک روی سر نصب کرد. به گفته راپوپورت، این شرکت دستگاه خود را بر روی خوک ها آزمایش نموده و امید دارد تا در سال 2023 با تایید سازمان غذا و داروی آمریکا بتواند این دستگاه را در مغز یک انسان بیمار نصب کند.

شرکت سینکرون در زمینه BCI از دیگران پیشی گرفته و مطالعات انسانی خود را آغاز نموده است. این شرکت مستقر در نیویورک در حال آزمایش یک ایمپلنت عصبی به مقدار چوب کبریت است که به جراحی باز مغز احتیاجی ندارد. این دستگاه که شبیه استنت(Stent) است از طریق یک شکاف کوچک در گردن وارد سیاهرگ گردن می گردد به سمت بالا فرستاده شده و به مغز وارد می گردد. کاربرد این دستگاه این است که به افراد معلول اجازه می دهد تا بتوانند دستگاه های دیجیتال را از طریق افکارشان کنترل نمایند.

بیشتر بخوانید:

• با اینفلوئنسر شماره یک توییتر آشنا شوید

در مطالعه کوچکی که در استرالیا انجام شد و طبق داده های اولیه ای که از طریق شرکت سینکرون در ماه مارس ارائه شد، ایمپلنت های این شرکت به چهار بیمار مبتلا به اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) اجازه داد تا بتوانند کارهای آنلاین خود مانند کارهای بانکی، خرید و ارسال ایمیل را انجام دهند. در دسامبر گذشته یکی از این بیماران از این دستگاه برای نوشتن و ارسال اولین توییت از طریق BCI استفاه کرد. پس از آن این شرکت به عنوان بخش دیگری از این مطالعه از کاشت این دستگاه برای یک بیمار دیگر استفاده کرد. این آزمایش حداکثر شامل شش شرکت نماینده دیگر خواهد بود.

یکی از سوالات بسیار مهم در خصوص این ایمپلنت ها این است که آنها چه مدت در مغز باقی می مانند. در ماه آگوست، نیتان کوپلند 36 ساله رکورد طولانی ترین زمان کاشت رابط مغز و کامپیوتر را به نام خود ثبت کرد: بیش از هفت سال و سه ماه.

سامنر نورمن، دانشمند ارشد BCI در استودیو آژانس اینترپرایز، یک شرکت نرم افزاری مستقر در لس آنجلس که سیستم های عامل رابط های عصبی را فراوری می نماید، می گوید: در اینجا توازنی وجود دارد. هر چقدر که شما الکترودها را کوچکتر کنید، تعامل بافتی کمتری با خود مغز خواهد داشت. او می گوید: این چیز خوبی است اما این باعث حساسیت بیشتر الکترودها با محیط مغز می گردد، که می تواند طول عمر آنها را محدود کند.

همچنین مهندسان نورا در خصوص احتیاج به شارژ سریع و ایمن باتری و ایجاد سادگی برای ایمپلنت صحبت کردند. ماسک با نشان دادن تصاویری از یک میمون که این دستگاه در سر او کاشته شده بود، خاطر نشان کرد که آنها این قطعه را به حدی کوچک نموده اند که با ضخامت آن قسمت از جمجمه که برای کاشت برداشته می گردد، برابری می نماید.

او در پاسخ به تشویق تماشاگران گفت: به طور فرضی، من همین الان ممکن است یک دستگاه در مغزم کاشته باشم و شما اصلا متوجه آن نمی شوید. شاید یکی از این دستگاه های نمونه را در مغز خودم کار بگذارم.

5858