کاشت تراشه در مغز انسان – نورالیک چیست؟
تراشه مغزی به‌عنوان یکی از جدیدترین تکنولوژی‌های پزشکی، اخیراً به‌شدت موردتوجه قرار گرفته است. این تراشه‌ها با استفاده از فناوری پیشرفته، به مغز انسان وصل می‌شوند و امکان کنترل مغز و حتی تشخیص بیماری‌های مغزی را فراهم می‌کنند. در این وبلاگ قصد داریم در مورد مزایا و معایب تراشه مغزی، کاربردهای آن و نحوه کارگزاری آن در مغز توضیح دهیم.
فهرست مطالب
تراشه مغزی چیست؟
تراشه مغزی شامل یک میکروسکوپ الکترونی بسیار کوچک است که به مغز انسان وصل می‌شود. این تکنولوژی به‌وسیله الکترودهایی که به‌عنوان رابط بین تراشه مغزی و مغز بکار می‌روند، به مغز انسان متصل می‌شود. با استفاده از این تراشه، سیگنال‌های الکتریکی مغز قابل‌شناسایی و قابل‌اندازه‌گیری هستند که امکان کنترل مغز و حتی تشخیص بیماری‌های مغزی را فراهم می‌کند. این تکنولوژی به طور گسترده در تحقیقات علمی و پزشکی استفاده می‌شود.
مزایا و معایب تراشه
مزایا:
یکی از مزایای تراشه مغزی، امکان کنترل مغز با استفاده از فناوری پیشرفته است. با استفاده از تراشه مغزی، می‌توان درمان بیماری‌های مغزی را بهبود بخشید و کیفیت زندگی بیماران را بهبود بخشید. این تکنولوژی می‌تواند به‌عنوان یک راه‌حل برای کنترل بیشتر و بهتر بدن در بیماری‌های عصبی شناخته شده است. همچنین، استفاده از تراشه مغزی در بررسی و تحقیقات علمی در مورد عملکرد مغز و شناخت انسان نیز بسیار مفید است.
معایب:
معایب تراشه مغزی عمدتاً به دلیل عدم شناخت کامل از این تکنولوژی هستند. یکی از مسائل مهم در استفاده از تراشه مغزی، احتمال ایجاد عفونت در مغز است. همچنین، احتمال وقوع مشکلات فنی در تراشه مغزی نیز وجود دارد. همچنین، برای استفاده از این تکنولوژی، نیاز به یک عمل جراحی دقیق برای نصب تراشه مغزی در مغز انسان وجود دارد که ممکن است با خطرات مختلفی همراه باشد.
کاربردها تراشه‌های مغزی چیست؟
تراشه مغزی در درمان بیماری‌های مغزی، مانند سکته مغزی، بیماری پارکینسون، اختلالات حرکتی و برخی اختلالات روانی مورداستفاده قرار می‌گیرد. به‌عنوان‌مثال، در بیمارانی که به علت سکته مغزی، قادر به حرکت دست یا پا نیستند، تراشه مغزی به‌عنوان یک راه‌حل برای بهبود کنترل حرکتی و قابلیت انجام فعالیت‌های روزانه استفاده می‌شود. همچنین تکنولوژی به‌عنوان یک روش درمانی نوین، در برخی موارد می‌تواند نتایج بسیار موفقی داشته باشد و به بیماران کمک کند تا کیفیت زندگی بهتری داشته باشند.
علاوه بر کاربردهای پزشکی، تراشه مغزی در تحقیقات علمی نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد. این تکنولوژی به محققان و دانشمندان امکان می‌دهد تا در مورد عملکرد مغز و شناخت انسان بیشتر بدانند و به‌دست‌آوردن داده‌های دقیق‌تر در این زمینه کمک کند.
نحوه کارگزاری این تراشه‌ها در مغز چگونه است؟
تراشه مغزی با عمل جراحی در مغز قرار می‌گیرد و با استفاده از سیگنال‌های الکتریکی مغز، کنترل مغز را فراهم می‌کند. این سیگنال‌ها با استفاده از تراشه مغزی، به سیستم کامپیوتری منتقل می‌شوند و توسط الگوریتم‌های پیچیده، به اطلاعات مفیدی تبدیل می‌شوند. سپس این اطلاعات به‌عنوان دستورات به سایر سیستم های بدنی ارسال می‌شوند تا فرایندی مانند حرکت، تشخیص صدا و تصویر و غیره را انجام دهند.
برخی از روش‌های کاهش خطرات استفاده از تراشه مغزی عبارت‌اند از:
- طراحی بهتر تراشه‌ها: تحقیقات جدید در زمینه طراحی بهتر تراشه‌ها و رابط‌های بین تراشه مغزی و مغز انسان به‌منظور کاهش خطرات عفونت و عدم رضایت بیمار انجام شده است.
- استفاده از مواد ضدعفونی: در فرایند نصب تراشه مغزی، استفاده از مواد ضدعفونی مناسب و کنترل دقیق بهداشت دستگاه و محیط عملیاتی می‌تواند خطرات عفونت را کاهش دهد.
- استفاده از روش‌های تصویربرداری پیشرفته: استفاده از روش‌های تصویربرداری مغز پیشرفته، مانند MRI و CT scan، قبل از عمل جراحی نصب تراشه مغزی، می‌تواند به متخصصان پزشکی کمک کند تا موقعیت دقیق تراشه مغزی را پیدا کنند و در نتیجه خطرات عملیات را کاهش دهند.
- تحقیقات بیشتر در زمینه تراشه مغزی: تحقیقات بیشتر در زمینه کاربردهای تراشه مغزی و بررسی خطرات و نحوه کاهش آنها، بهبود روش‌های نصب و استفاده از تراشه مغزی و کاهش عوارض جانبی ممکن است به کاهش خطرات این تکنولوژی کمک کند.
نورالیک
نیورالینک Neuralink یک شرکت آمریکایی در زمینه فناوری نورون یا فناوری عصبی است که توسط ایلان ماسک تأسیس شده و تولیدکننده تراشه‌های ارتباط مغز و کامپیوتر می‌باشد که قابلیت کاشت در مغز را دارد یا به بیان دیگر واسط مغز و رایانه است. ساختمان مرکزی شرکت در سن فرانسیسکو است. شرکت در سال ۲۰۱۶ شروع به کار کرد و در ۲۰۱۷ به عموم معرفی شد.
هدف اصلی از استفاده از تراشه‌های مغزی ایلان ماسک، ایجاد یک رابط مستقیم و با کارایی بالا بین مغز انسان و سیستم‌های الکترونیکی است. این تراشه‌ها به‌صورت نازک و انعطاف‌پذیر درون مغز قرار می‌گیرند و به سیم‌هایی متصل می‌شوند که به دستگاه خارجی متصل هستند.
با استفاده از این تراشه‌ها، امکان ضبط فعالیت‌های الکتریکی مغز، تشخیص الگوهای فعالیت مغزی و حتی ارسال سیگنال‌های الکتریکی به مغز برای تحریک و کنترل عملکرد بخش‌های مختلف بدن فراهم می‌شود. این فناوری به‌عنوان راهی برای کمک به درمان بیماری‌های مغزی، افزایش قابلیت‌های شناختی و حسی انسان، و حتی افزایش توانایی‌های انسان برای ارتباط با سیستم‌های هوشمند استفاده می‌شود.
برای استفاده از تکنولوژی نورالینک، تراشه‌ای با نام N1 با قطر ۸ میلیمتر و ضخامت ۱۰۰ میکرومتر با عمل جراحی در مغز انسان قرار داده می‌شود.
تراشه N1 شامل چند رشته سیم عایق‌دار است که می‌تواند مجموعاً ۱۰۲۴ الکترود (ماده‌ای رسانا که بین دو منبع ارتباط برقرار می‌کند) را در خود جای دهد. به‌واسطه این الکترودها فعالیت‌های مغز کنترل و مدیریت می‌شوند و اطلاعات موجود در مغز را می‌توان ثبت کرد. به این صورت با دریافت و ارسال سیگنال به مغز این امکان وجود دارد که مدیریت بخش زیادی از فعالیت‌های مغز تحت کنترل خود انسان قرار بگیرد.
به طور خلاصه، تراشه‌های ایلان ماسک به‌منظور ارتباط مغز انسان با سیستم‌های الکترونیکی و بهبود عملکرد انسان استفاده می‌شوند. این فناوری در آینده می‌تواند تأثیر عمده‌ای در بهبود کیفیت زندگی افراد و درمان بیماری‌های مغزی داشته باشد.
ربات‌های کاشت عصبی
ماسک برای قراردادن دستگاه Neuralink در مغز رباتی را به نمایش گذاشت که گفته می‌شود توانایی این کار را دارد. تاکنون از این ربات برای کاشت استفاده شده است اما ماسک دوست دارد قابلیت‌های آن گسترش‌یافته و از ابتدا تا انتها روند کار را پوشش دهد.
طراحی صنعتی این ربات جراحی که برای قراردادن نخ‌های عصبی به طور ایمن در مغز برنامه‌ریزی‌شده است، توسط شرکت طراحی آمریکا Woke Studios انجام شد. این ربات می‌تواند نخ‌های عصبی را در کمتر از یک ساعت و بدون بیهوشی عمومی به جمجمه وارد کند، درحالی‌که بیمار می‌تواند در همان روز بیمارستان را ترک کند.
ماسک گفته است: ” در نهایت ما می‌خواهیم این ربات اساساً کل عمل جراحی را انجام دهد که شامل برش، برداشتن جمجمه، قراردادن الکترود، قراردادن دستگاه و سپس بستن کارها می‌شود. ما می‌خواهیم یک سیستم کاملاً خودکار داشته باشیم.”
از این ربات برای قراردادن ایمپلنت در تعدادی از میمون‌ها و خوک‌های آزمایشی استفاده شده است.
نوآوری و مزیت بزرگ نورالینک نسبت به دیگران
گسترده‌ترین ایپملنت مغزی که تاکنون آزمایش شده است Utah Array(یک مربع سیلیکونی سخت با ۱۰۰ سوزن ریز بیرون‌زده) است. هر یک از این سوزن‌ها حدود یک میلیمتر طول دارد و در نوک آنها الکترودهایی قرار دارند که سیگنال‌های مغز را دریافت می‌کنند. اما این دستگاه‌های سخت می‌توانند در بافت مجاور خود ایجاد زخم کرده و به‌مرورزمان در توانایی دریافت سیگنال آنها اختلال ایجاد کنند. در عوض، یکی از نوآوری‌های نورالینک، رشته‌های انعطاف‌پذیر آن است که به ایمپلنت متصل هستند.
نورالینک همچنین در تلاش است تا BCIهای موجود را که نیاز به تنظیمات عجیب و جراحی مغز تهاجمی دارند را بهبود بخشد. در عوض، ربات این شرکت که شبیه ماشین خیاطی است می‌تواند الکترودها را از طریق سوراخ کوچکی در جمجمه وارد مغز کند. بعلاوه این دستگاه برخلاف بیشتر BCIهای موجود که وابسته به کابل‌های خارجی‌ای هستند که از بالای سر فرد به کامپیوتر متصل هستند، سیگنال‌های مغزی را به‌صورت بی‌سیم منتقل می‌کنند.
نمونه اولیه نورالینک در خوک‌ها و میمون‌ها آزمایش شده است و در آوریل ۲۰۲۱، 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 نصب‌کرده بود، او می‌توانست بدون استفاده از دستانش بازی ویدئویی Pong را انجام دهد.
شرکت در سال ۲۰۲۰ در یک به‌روزرسانی، خوک‌هایی که با دستگاه نورالینک و به‌اندازه 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 خوک‌ها را نشان دهد. یکی از خوک‌ها در زمان نمایش در مغز خود ایمپلنت داشت ولی از مغز خوک دیگر ایمپلنت را برداشته بودند. در همین حال سیگنال‌های مغز خوک روی صفحه‌نمایش پخش می‌شد.
ایمپلنت کنونی که اندازه آن یک‌چهارم شده است، حاوی ۱۰۰۰ الکترود یا کانال است و قابلیت ضبط و تحریک نورون‌های اطراف خود را دارد. اما کارکنان نورالینک اعلام کردند که در حال کار بر روی نسل بعدی یک تراشه با بیش از ۴۰۰۰ کانال بر روی آن، ولی با همان اندازه هستند.
دیگر شرکت‌های این حوزه
دو کارمند سابق نورالینک BCI خود را راه‌اندازی کرده‌اند. سال گذشته مکس هوداکس رئیس سابق نورالینک، شرکت خود به نام Science Corp را راه‌اندازی کرد و بنجامین راپوپورت یکی دیگر از اعضاء اصلی تیم ماسک نیز شرکت Precision Neuroscience را راه‌اندازی کرد. در یک پست وبلاگی در وب‌سایت شرکت Science Corp در تاریخ ۲۱ نوامبر، کارکنان این شرکت کارهای خود را باهدف بازگرداندن بینایی افرادی که مبتلا به retinitis pigmentosa (ورم رنگیزه‌ای شبکیه چشم) و دژنراسیون ماکولا (macular degeneration) مربوط به خشکی چشم هستند بازگو کردند. این بیماری‌ها 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 انعطاف‌پذیر برای معلولین است که در قسمت بالای مغز قرار می‌گیرد و می‌توان بجای سوراخ‌کردن جمجمه، آن را با یک شکاف کوچک روی سر نصب کرد. به گفته راپوپورت، این شرکت دستگاه خود را بر روی خوک‌ها آزمایش کرده.
شرکت سینکرون در زمینه BCI از دیگران پیشی گرفته و مطالعات انسانی خود را شروع کرده است. این شرکت مستقر در نیویورک در حال آزمایش یک ایمپلنت عصبی به‌اندازه چوب‌کبریت است که به جراحی باز مغز نیازی ندارد. این دستگاه که شبیه استنت (Stent) است از طریق یک شکاف کوچک در گردن وارد سیاهرگ گردن می‌شود به سمت بالا فرستاده شده و به مغز وارد می‌شود. کاربرد این دستگاه این است که به افراد معلول اجازه می‌دهد تا بتوانند دستگاه‌های دیجیتال را از طریق افکارشان کنترل کنند.
سخن پایانی
تراشه مغزی به‌عنوان یکی از جدیدترین تکنولوژی های پزشکی، امکان کنترل مغز و حتی تشخیص بیماری‌های مغزی را فراهم می‌کند. بااین‌حال، مزایا و معایب استفاده از این تکنولوژی هنوز به طور کامل شناخته نشده‌اند. باتوجه‌به پیشرفت‌های فناوری و علمی، اما به نظر می‌رسد که تراشه مغزی در آینده می‌تواند راه‌حلی برای درمان بیماری‌های مغزی و کنترل بهتر بدن باشد.
برای ارسال نظر لطفا ابتدا وارد حساب کاربری خود شوید. صفحه ورود و ثبت نام