شرکتهای فناوری همواره در حال امتحان کردن راههای جدیدی برای تعامل افراد با رایانهها هستند – تلاشهایی مانند گوگل گلس، اپل واچ و الکسای آمازون را در نظر بگیرید. احتمالاً حداقل یکی از آنها را استفاده کردهاید.
اما رادیکالترین گزینه توسط کمتر از ۱۰۰ نفر روی زمین امتحان شده است – کسانی که ماهها یا سالها با رابطهای مغز-رایانه (BCI) کاشته شده زندگی کردهاند.
BCIهای کاشتهشده، الکترودهایی هستند که در مغز افراد فلج قرار داده میشوند تا بتوانند از حرکات تصور شده برای ارسال دستورات از نورونهای خود از طریق سیم یا امواج رادیویی به رایانه استفاده کنند. به این ترتیب، آنها میتوانند نشانگر رایانه را کنترل کنند یا در موارد معدودی، گفتار تولید کنند.
اخیراً، این حوزه گامهایی به سوی کاربردهای عملی واقعی برداشته است. حدود ۲۵ آزمایش بالینی ایمپلنتهای BCI در حال حاضر در جریان است. و امسال خوانندگان امآیتی تکنالجی ریویو این رابطهای مغز-رایانه را به عنوان افزوده خود به فهرست سالانه ۱۰ فناوری پیشگامانه ما که در ژانویه منتشر شد، انتخاب کردهاند.
BCIها با اختلاف زیاد برنده شدند تا به «یازدهمین پیشرفت»، آنطور که ما آن را مینامیم، تبدیل شوند. این فناوری بر سه رقیب دیگر غلبه کرد: پایشگرهای مداوم قند خون، دیپفیکهای فوقواقعگرایانه و ماهوارههای تشخیصدهنده متان.
این تصور پیشرفت به لطف گروه کوچکی از شرکتها ایجاد شده است که فعالانه داوطلبانی را برای آزمایش BCIها در آزمایشهای بالینی جذب میکنند. این شرکتها عبارتند از نورالینک (Neuralink)، با حمایت ثروتمندترین فرد جهان، ایلان ماسک؛ سینکرون (Synchron) مستقر در نیویورک؛ و نوراکل نوروساینس (Neuracle Neuroscience) چین.
هر یک در حال آزمایش رابطهایی با هدف نهایی کسب تأییدیه برای فروش اولین BCI کاشته شده در این حوزه هستند.
میشل پاتریک-کروگر، دانشمند محققی که با همکاری خوزه لوئیس کونترراس-ویدال، مهندس عصبشناس در دانشگاه هیوستون، بررسی دقیقی از آزمایشهای BCI انجام داده است، میگوید: «من آن را دوران ترجمه (translation era) مینامم. در چند سال گذشته سرمایهگذاری خصوصی قابل توجهی صورت گرفته است. این امر هیجان ایجاد میکند و به شرکتها اجازه میدهد شتاب بگیرند.»
این یک تغییر بزرگ است، زیرا سالها BCIها بیشتر شبیه یک ترفند سرگرمکننده در علوم اعصاب بودند که سرفصلهای خبری زیادی تولید میکردند اما کمک واقعی کمی به بیماران میرساندند.
پاتریک-کروگر میگوید اولین باری که یک فرد نشانگر رایانه را از طریق ایمپلنت مغزی کنترل کرد در سال ۱۹۹۸ بود. پس از آن، جریان کندی از آزمایشها دنبال شد که در آنها محققان دانشگاهی یک داوطلب را پیدا میکردند، ایمپلنت را نصب میکردند و مطالعات را برای ماهها یا سالها انجام میدادند.
پاتریک-کروگر میگوید در طول ۲۶ سال، او توانسته است در مجموع ۷۱ بیمار را مستند کند که تاکنون مستقیماً با نورونهای خود رایانه را کنترل کردهاند.
این بدان معناست که احتمال اینکه شما با یک برنده جکپات مگا میلیونز دوست باشید بیشتر از این است که کسی را با BCI بشناسید.
این مطالعات ثابت کردند که افراد میتوانند از نورونهای خود برای بازی پونگ، حرکت دادن بازوی رباتیک و حتی صحبت کردن از طریق رایانه استفاده کنند. اما چنین نمایشهایی هیچ کمک عملی به افرادی که فلج شدیدی دارند و میتوانند از رایانه کنترلشده با مغز بهرهمند شوند، نمیکند، زیرا این ایمپلنتها هنوز به طور گسترده در دسترس نیستند.
کونترراس-ویدال میگوید: «یک چیز این است که آنها کار کنند، و چیز دیگر این است که چگونه واقعاً آنها را مستقر کنیم. همچنین، پشت هر خبر بزرگی احتمالاً مسائل فنی وجود دارد که باید به آنها پرداخته شود.» این مسائل شامل سوالاتی در مورد مدت زمان دوام ایمپلنت و میزان کنترلی است که به بیماران ارائه میدهد.
آزمایشهای بزرگتر از سه شرکت اکنون در تلاش برای حل این سوالات و ایجاد زمینه برای یک محصول واقعی هستند.
یک شرکت به نام سینکرون (Synchron) از استنتی با الکترودهایی روی آن استفاده میکند که از طریق وریدی در گردن به داخل رگ مغزی وارد میشود. سینکرون «استنترود» (stentrode) خود را در ۱۰ داوطلب کاشته است، شش نفر در ایالات متحده و چهار نفر در استرالیا – بیشترین تعداد داوطلب همزمان گزارش شده توسط هر گروه BCI.
استنترود سیگنالهای مغزی محدودی را جمعآوری میکند، بنابراین تنها یک سیگنال کنترلی پایهای از نوع روشن/خاموش یا آنچه سینکرون «سوئیچ» مینامد، به کاربران میدهد. این به یک فرد فلج اجازه نمیدهد از فتوشاپ استفاده کند. اما برای جابجایی بین منوهای نرمافزار یا انتخاب از میان پیامهای از پیش نوشته شده کافی است.
تام آکسلی، مدیرعامل سینکرون، میگوید مزیت استنترود این است که «تا حد امکان ساده» است. او معتقد است که این امر رابط مغز-رایانه او را برای افراد بیشتری «مقیاسپذیر» خواهد کرد، بهویژه از آنجایی که نصب آن شامل جراحی مغز نمیشود.
سینکرون ممکن است پیشتاز باشد، اما هنوز در مرحله اکتشافی است. یک مطالعه «محوری»، از نوعی که برای متقاعد کردن رگولاتورها برای اجازه فروش نسخه خاصی از دستگاه استفاده میشود، هنوز برنامهریزی نشده است. بنابراین هیچ جدول زمانی برای عرضه محصول وجود ندارد.
در همین حال، نورالینک (Neuralink) فاش کرده است که سه داوطلب ایمپلنت N1 آن را دریافت کردهاند که شامل چندین رشته الکترود ظریف است که مستقیماً از طریق سوراخی که در جمجمه ایجاد میشود، به مغز وارد میشوند.
الکترودهای بیشتر به معنای ثبت فعالیت عصبی بیشتر است. اولین داوطلب نورالینک، نولاند آربا، نشان داده است که چگونه میتواند نشانگر را روی صفحه در دو بعد هدایت کند و کلیک کند، که به او امکان میدهد بازیهای ویدیویی مانند Civilization یا شطرنج آنلاین را بازی کند.
سرانجام، نوراکل (Neuracle) میگوید در حال اجرای دو آزمایش در چین و یکی در ایالات متحده است. ایمپلنت آن شامل یک پچ از الکترودها است که روی سطح مغز قرار میگیرد. در گزارشی، این شرکت گفت یک داوطلب فلج از این سیستم برای تحریک الکترودهای بازویش استفاده میکند که باعث میشود دستش به حالت گرفتن بسته شود.
اما جزئیات همچنان کم است. یکی از مدیران نوراکل فقط گفت که «چندین» نفر ایمپلنت آن را دریافت کردهاند.
از آنجایی که تعداد بیماران نوراکل عمومی نیست، در شمارش پاتریک-کروگر لحاظ نشده است. در واقع، هیچ اطلاعاتی در متون پزشکی در مورد حدود یک چهارم داوطلبان ایمپلنت مغزی تاکنون وجود ندارد، بنابراین او آنها را با استفاده از بیانیههای مطبوعاتی یا از طریق ایمیل به تیمهای تحقیقاتی شمارش کرده است.
نظرسنجی BCI او بینشهای دیگری نیز به همراه داشت. بر اساس دادههای او، ایمپلنتها تا ۱۵ سال دوام داشتهاند، بیش از نیمی از بیماران در ایالات متحده هستند و تقریباً ۷۵٪ از دریافتکنندگان BCI مرد بودهاند.
با این حال، دادهها نمیتوانند به سوال بزرگ پاسخ دهند. و آن این است که آیا BCIهای کاشته شده از نمایشهای پیشگامانه به محصولات پرفروش، از نوعی که به افراد زیادی کمک میکند، پیشرفت خواهند کرد یا خیر.
پاتریک-کروگر میگوید: «در پنج تا ده سال آینده، یا به یک محصول تبدیل میشود یا همچنان در مرحله تحقیق باقی میماند. من بسیار مطمئن هستم که یک پیشرفت بزرگ رخ خواهد داد.»