نوآوری در رابط مغز-کامپیوتر بیمار ALS کنترل می‌کند

به گزارش مجله خبری نگار، یک پیشرفت اخیر ممکن است به زودی صنایع رابط مغز-کامپیوتر (BCI)، فناوری‌های عصبی، محاسبات فضایی و واقعیت ترکیبی/مجازی را دچار تحول کند. هفته گذشته، شرکت BCI به نام Synchron، نخستین استفاده از راه‌حل BCI خود با هدست واقعیت ترکیبی Apple Vision Pro توسط یک بیمار مبتلا به آمیوتروفیک لاترال اسکلروزیس (ALS) را به نمایش گذاشت.

تام آکسلی، مدیر عامل و بنیان‌گذار Synchron، در ویدئوی شرکتی چهار سال قبل از این دستاورد جدید گفت: «ما در حال ساخت چیزی هستیم که فکر می‌کنیم فناوری تحول‌آفرین خواهد بود و قادر به پخش مستقیم افکار برای افرادی است که به دلیل آسیب یا بیماری توانایی حرکت یا سخن گفتن را از دست داده‌اند.»

یادگیری ماشین هوش مصنوعی (AI) در حال تسریع صنعت BCI است و به کسانی که از سندرم قفل شده، اختلالات عصبی-عضلانی، فلج و سایر مشکلات رنج می‌برند، امید می‌دهد. توانایی‌های شناسایی الگو‌های یادگیری عمیق AI به پیش‌بینی اقدامات مورد نظر کاربر BCI با رمزگشایی داده‌های فعالیت مغز کمک می‌کند.

اصطلاح «رابط مغز-کامپیوتر» برای اولین بار توسط پروفسور امریتی علوم کامپیوتر دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس، ژاک ویدال، دکتری، در مقاله‌اش با عنوان «به سوی ارتباط مستقیم مغز-کامپیوتر» که در سال ۱۹۷۳ در Annual Review of Biophysics منتشر شد، مطرح شد. پیش‌بینی می‌شود که صنعت BCI تا سال ۲۰۳۰ به درآمد ۶.۲ میلیارد دلار برسد و با نرخ رشد سالانه مرکب ۱۷.۵% از ۲۰۲۳ تا ۲۰۳۰ رشد کند، طبق گزارش Grand View Research.آنچه BCI شرکت Synchron را نوآورانه می‌سازد این است که برای کاشت آن نیازی به جراحی مغز ندارد، زیرا این فناوری مبتنی بر استنت است. استنت‌ها لوله‌های مشبک کوچکی هستند که برای اهداف پزشکی مختلفی استفاده می‌شوند، مانند جلوگیری از تنگ شدن رگ‌های خونی در قلب، نگه‌داشتن راه‌های هوایی باز، و حتی ارائه دارو‌های آزادسازی کند برای جلوگیری از تشکیل لخته‌های خونی. برای این BCI، استنت با سنسور‌ها برای ضبط فعالیت مغز استفاده می‌شود.

ساینکرون راه‌حل BCI دارد که از آرایه الکترود استنتی با ۱۶ سنسور برای ضبط سیگنال‌های حرکتی مغز استفاده می‌کند. به جای روش بسیار تهاجمی باز کردن جمجمه برای قرار دادن دستگاه ضبط فعالیت مغز در مغز، پروتز عصبی آن، به درستی به نام Stentrode، از یک روش اندوواسکولار کم تهاجمی برای قرار دادن استنت در رگ خونی واقع در سطح قشر حرکتی مغز استفاده می‌کند. استنت از طریق ورید ژوگولار در گردن در حدود دو ساعت عبور می‌کند و نیاز به جراحی تهاجمی مغز برای کاشت را کنار می‌گذارد.

استنت، یک اسکافولد فلزی خودگسترش‌دهنده است که از آلیاژ نیکل و تیتانیوم به نام نیتینول ساخته شده و فوق‌الاستیک است و می‌تواند تا ۸ میلی‌متر در رگ خونی گسترش یابد، به گفته نیکلاس اوپی، دکتری، MBA، بنیان‌گذار و عضو هیئت مدیره Synchron که همچنین استاد پزشکی در بیمارستان رویال ملبورن و استاد در دانشگاه ملبورن است.

سیگنال‌های مغزی ضبط‌شده توسط سنسور‌های آرایه الکترود استنتی از طریق یک کابل به دستگاه انتقال کاشته‌شده در زیر استخوان‌های ترقوه در قفسه سینه منتقل می‌شود. فعالیت مغز با استفاده از یادگیری ماشین هوش مصنوعی به دستورات کاربر تبدیل می‌شود و سپس به دستگاه دیجیتال خارجی ارسال می‌شود. در این مورد، دستگاه دیجیتال خارجی هدست Apple Vision Pro، یک هدست واقعیت ترکیبی و محاسبات فضایی است.

بیمار ۶۴ ساله ALS به نام مارک توانست با افکار خود، نشانگر کامپیوتر را کنترل کند. این امکان را به مارک داد که متون را تایپ کرده و ارسال کند، برنامه‌های تلویزیونی را انتخاب کند و یک بازی کارتی رایانه‌ای سولیتیر را در واقعیت مجازی بازی کند، بدون اینکه از دستان خود استفاده کند.

در تلاقی فناوری‌های نوآورانه AI، BCI، محاسبات فضایی و دستگاه‌های پزشکی، فناوری عصبی در حال پیشرفت است و دوران جدیدی در سلامت دیجیتال و فناوری‌های کمکی قدرتمندتر در آینده را نوید می‌دهد.