نورولینک؛ کاشت تراشه در مغز

تکراسا نوشت: مفهوم لایه سوم مغز یا نورولینک که مدتی پیش معرفی شد، در ابتدای کار برای همگان مانند معجزه به نظر می‌رسید. این روزها اما پس از کنفرانس ایلان ماسک به جرات می‌توان در مورد آن برنامه‌ریزی کرده و اهدافی که برای آن در نظر گرفته شده را مطرح نمود.

در این مقاله از این می‌گوییم که نورولینک چیست، چه کاربردهایی داشته، چطور کار می‌کند و چه برنامه‌ای برای آینده آن وجود دارد.

نورولینک چیست؟

در جولای ۲۰۱۹، ایلان ماسک ارائه‎‌ای هیجان انگیز در مورد جزئیات نورولینک ارائه داد. شاید شما بدانید که بخش شناختی مغز انسان دارای دو سیستم اساسی است. ابتدا سیستم لیمبیک یا سامانه عصبی احساسی است که در حقیقت مجموعه‌ای پیچیده از سازه‌های عصبی بوده و احساسات را کنترل می‌کند و سپس کورتکس را داریم که کنترل بخش تفکر و برنامه‌ریزی را به عهده دارد. نورولینک در فرم نهایی خود در حقیقت به صورت لایه سوم در بالای این لایه قرار خواهد داشت و یک قابلیت فوق‌العاده بوده که به کمک کامپیوترها پیشرفت نیز خواهد کرد.

واسط مغز و ماشین
می‌توان گفت که پیش از مطرح شدن نورولینک، ما این لایه شگفت‌انگیز را در گوشی‌های همراه و لپ‌تاپ‌های خود داشته‌ایم. حتما شما هم شنیده‌اید که ما تمام اطلاعاتی که می‌خواهیم را در گوشی خود در اختیار داریم و تنها راه استفاده از این همه دانش و اطلاعات تماس نوک انگشت‌ شما با دستگاه‌ تلفنتان است!

اما آن‌طور که در حال حاضر به‌ نظر می‌رسد پیشرفت ارتباط بین ما و دستگاه‌هایمان خیلی محدود و کند پیش می‌رود. بنابراین ما نیازمند به راه ارتباطی سریع‌تری برای به‌دست آوردن این اطلاعات آن هم به‌طور مستقیم هستیم. این در حقیقت همان چیزی است که امروزه واسط مغز و ماشین (The Brain Machine Interface) یا همان (BMI) نامیده می‌شود. در حقیقت نورولینک یک تلاش در مسیر حل این مسئله است، که جامعه بزرگی از دانشمندان، متخصصین و پزشکان، مهندسین کامپیوتر و برق را درگیر کرده است.

نورولینک چطور کار می‌کند؟
حتما در ذهن شما سوال‌های زیادی ایجاد شده، شاید یکی از بزرگترین و مبهم‌ترین آن‌ها این باشد که نورولینک چطور کار می‌کند؟ در پاسخ به این سوال می‌توان گفت که مغز ما متشکل از نورون‌هایی است که تمام مدت در حال پاسخ‌گویی به سیگنال‌های الکتریکی که به مغز فرستاده ‌می‌شوند، هستند. زمانی که صحبت می‌کنید، زمانی که می‌بینید یا فکر می‌کنید، آن‌ها پاسخی را به این سیگنال‌ها خواهند فرستاد!

در واقع نورولینک در حال به دست آوردن میدان‌های الکتریکی کوچکی است که به عنوان اتصالات سینوسی در مغز تولید می‌شوند. این موضوع به این سمت پیش می‌رود که بتوان این داده‌ی آنالوگ را تفسیر کرده و از آن استفاده کرد. با نورولینک پالس‌های نورون‌ها با استفاده از رشته‌های ریز و درشتی که در حدود یک دهم یک تار موی انسان هستند، تشخیص داده می‌شوند و یک نورون در هر رشته نصب خواهد شد. بنابراین نورولینک نمی‌تواند باعث پاره‌شدن رگ‌های عروق خونی شود.

آیا روش امنی برای انجام این کار وجود دارد؟
سوزنی که برای وارد کردن این نورون‌ها استفاده می‌شود، دارای قطر بسیار کوچک بیست و چهار میکرون است که برای تحریک عمیق مغز استفاده می‌شود. چنین جراحی‌هایی پیش از این برای تحریک عمیق مغز به منظور درمان پارکینسون انجام شده بود. این روش‌های سنتی اما خطر خونریزی شدید مغز را دارند.

از این رو، باید راه حل امن‌تری برای تحریک مغز به طور عمیق پیدا کرد که یکی از این روش‌ها حدود ده الکترود دارد. نورولینک اما شامل هزاران الکترود است که این الکترودها باید به اندازه شصت میکرون با نورون‌ها فاصله داشته باشند تا بتوانند به عنوان رابطی که داده‌ها را از مغز می خواند عمل کنند.

تراشه‌ی n1
پردازنده‌ای که برای ساخت تمام این کارها استفاده می‌شود تراشه‌ای به نام n1 است. در حقیقت تراشه n1 سیگنال‌های آنالوگ مغز را می‌خواند، سپس آن‌ها را دیجیتالی کرده و به یک دستگاه کوچک در پشت گوش به نام پاد می‌فرستد. تراشه n1 دارای قطر کم ۵*۴ میلی متری است و دارای سخت افزار داخلی برای پردازش سیگنال‌های مغزی است.

این تراشه چه قابلیت‌هایی دارد؟

منبع: Techcrunch

این تراشه این قابلیت را دارد که بتواند ۲۰،۰۰۰ نمونه از مغز را در هر ثانیه بخواند، بنابراین سیگنال‌های خام از یک نورولینک به مغز متصل می‌شوند. دانشمندان به دنبال یک اسپایک و ولتاژ نیز هستند تا بتوانند نورون را فعال کنند. این در حقیقت عنصر اساسی ارتباط با مغز است و الگوریتمیست که می‌تواند این اسپایک‌ها را در زمان جاری تشخیص، رمزگشایی کرده و وارد سیستم کند. این تراشه همچنین نه تنها آن‌ها را از مغز می‌خواند، بلکه توانایی نوشتن داده‌ها را نیز خواهد داشت. اگرچه می‌توان گفت که این کار جدیدی نیست و از اواخر دهه ۱۹۵۰ انجام شده است.

به دنبال آن اما اطلاعات وارد شده به مغز نیاز نیست کامل و بی عیب باشد. زیرا به دلیل نوروپلاسیتی مغز می‌تواند آن را به مرور زمان یاد بگیرد. اما برنامه های آینده می‌تواند موارد توسعه یافته‌تری را شامل شوند. به علاوه این تکنولوژی می‌تواند به درمان افسردگی و درد مزمن و حتی به کاربردهای بیشتری در عملکرد و حافظه منجر شود.

برنامه‌ی اصلی نورولینک چیست؟
برنامه اصلی برای نورولینک اتصال آن به تراشه‌ها n1 با هزاران الکترود است. به دنبال آن هم هر سیگنال از تراشه به وسیله بلوتوث به دستگاه پاد که در پشت گوش قرار گرفته است، فرستاده می‌شود. در نهایت هم از طریق تلفن همراه می‌توان آن را کنترل نمود.

هدف این برنامه چه خواهد بود؟
هدف اول این است که بیماران قادر به کنترل یک تلفن همراه یا کیبورد یک کامپیوتر باشند. نورولینک به صورت یک کیبورد و یا موس بلوتوثی نشان داده می‌شود که می‌تواند به دستگاه‌های مختلف وصل شود. این امر باعث می‌شود بسیاری از افراد نیازمند مراقبت و کم توان (بیماران)‌ از کسانی است که از آن‌ها مراقبت می‌کنند تا حدودی بی‌نیاز شوند. به نظر کمی سخت می‌آید اما قبل از این هم با تکنولوژی یوتا اَرِی (Utah Electrode Array) این کار انجام شده است. در این تکنولوژی افراد تنها با صد عدد از الکترودها قادر به فرستادن پیام به دیگران و یا کنترل تبلت‌ها با ذهن بودند. فراموش نکنید که نورولینک هزاران الکترود داشته و در نتیجه سیگنال‌های بیشتری برای کاربردهای پیچیده‌تر وجود دارد.

کاربرد اولیه‌ی مهم نورولینک چه خواهد بود؟
اولین کاربرد برای نورولینک‌ها اتصال و استفاده از «قشر اولیه حرکتی» است. بخشی از مغز که سیگنال‌ها را به مجرای ستون فقرات می‌فرستد و سپس به ماهیچه‌ها می‌رود تا حرکت را انجام دهد. این کار با چیزهای ساده‌ای مثل یک موس و یا کیبورد شروع خواهد شد اما در ادامه می‌تواند سیگنال‌ها را از تمام بخش‌های مختلف حتی بخش گفتاری دریافت کند. در نهایت هم می‌توان از آن برای بازگرداندن حرکت بدن خود شخص استفاده کرد.

تیم تحقیقاتی متخصص در این زمینه می‌خواهد که مغز نه تنها پیوندهای عصبی را بپذیرد بلکه فکر کند که بخشی از خودش است. این تیم قبلاً مقاله‌ای ارائه داده‌ و با مطالعه داده‌ها از مغز که از تراشه‌های n1 در آن استفاده شده است آن را منتشر کرده است. این موضوع کاملا بحث برانگیز است، اما آزمایش‌های اولیه بر روی میمون‌ها با موفقیت انجام شده است. آزمایش مربوط به انسان‌ها تا پایان سال ۲۰۲۰ آغاز خواهد شد. موانع اصلی تاکنون تصویب FDA برای دستگاه‌های قابل کاشت بوده است.

نورولینک چند مرحله‌ی اساسی خواهند داشت؟
بنابراین نورولینک سه مرحله‌ی اساسی خواهد داشت. مرحله اول، درک و درمان اختلالات مغزی است که با افرادی که نیازهای جدی پزشکی دارند شروع می‌شود. مرحله دوم، حفظ و تقویت مغز شخص است که حتی می‌تواند نوعی اپ‌استور برای برنامه‌هایی داشته باشد که بتوان به راحتی آن‌ها را بارگیری و کنترل کند و در مرحله سوم، امکاناتی ارائه خواهد شد که می‌تواند به نوع جدیدی از ارتباطات مانند تله پاتی یا بارگیری خاطرات افرادی که در یک شهر مشهور هستند، اشاره کند. به گونه‌ای که وقتی به آن شهر می‌روید احساس می‌کنید با آن آشنا هستید.

این امکان نیز به سمت یک راه ادامه‌دار قدم خواهد گذاشت. اما البته هنوز در مراحل اولیه به سر می‌برد. هرچند که نورولینک به خودی خود از قبل کارش را شروع کرده است، سالیان سال است که در زمینه پزشکی کارهایی مرتبط به آن انجام شده است. ولی آنچه آن‌ها پیشنهاد می‌کنند جهشی بزرگ‌تر از همه تحقیقات و دست‌آوردهایی است که تاکنون داشته‌ایم. شما راجع به آن چه فکری می‌کنید؟ به نظرتان به قدر کافی هیجان‌انگیز خواهد بود؟

انتهای پیام