۳ تکنولوژی مغزی که منتظر پیشرفت‌شان در سال ۲۰۱۸ هستیم!

تکنولوژی‌های شناسایی فعالیت مغزی  _اگر بخواهیم بی‌پرده صحبت کنیم، خواندن ذهن نیز می‌توان در نظر گرفت_  پابه‌پای تلاش‌هایی که در جهت تغییر آن صورت می‌گیرد، به سرعت در حال حرکت‌اند؛ هم از نظر علمی و هم از جنبه‌ی تجاری.

Michel Maharbiz از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، در کنفرانس اخیر مؤسسه‌ی تکنولوژی ماساچوست

حال دعوت می‌کنیم با سه حوزه‌ی علوم عصبی که در سال ۲۰۱۸ شاهد پیشرفت‌ چشم‌گیرشان خواهیم بود، آشنا شوید:

غبار عصبی (Neural dust)

این قطعات الکترونیکی فارغ از هر نامی که به آن‌ها بدهیم، واقعاً بسیار کوچک هستند. مشتاقانه منتظریم ببینیم پروژه‌ی ۶۵ میلیون دلاری مهندسی عصبی DARPA به کجا می‌رسد. هدف از این پروژه ساخت ایمپلنت مغزی است؛ طوری که بتواند به صورت دیجیتال با محیط بیرون ارتباط برقرار کند. اولین قدم در این راستا، شناسایی سیگنال‌های الکتروشیمیایی نورون‌ها است (به گفته‌ی DARPA، یک میلیون نورون در آن واحد مناسب به نظر می‌رسد). برای این کار، دانشمندان دانشگاه Brown در حال توسعه‌ی غبارهای عصبی، هر یک به اندازه‌ی یک دانه‌ی نمک، هستند. غبارهای عصبی مجهز به الکترودهایی جهت شناسایی تحریکات نورونی و در عین حال تحریک نورون‌ها، همه از طریق آنتن رادیوفرکانس می‌باشند.

“غبار عصبی” Maharbiz در حال حاضر قادر به اجرای بخش اول این هدف است. او و همکارانش در سال ۲۰۱۶ طی مطالعه‌ای که بر روی رت انجام شده بود، از ابزارهای کوچک بی‌سیم ساخته شده با قابلیت شناسایی عملکرد نورونی رونمایی کردند. (دانشمند سرپرست مطالعه‌ی مذکور اخیراً به مؤسسه‌ی نورولینک ایلان ماسک، یکی از شرکت‌های تکنولوژی مغزی مطرح در سطح جهان، پیوست.) حال Maharbiz و تیمش بر روی نوعی غبار عصبی کار می‌کنند که بتواند سیگنال‌های بیرونی را دریافت کرده و موجب تحریک و آغاز فعالیت نورون‌ها در روش‌های خاص شود. به گفته‌ی Maharbiz، این “غبارمحرک” یا “stimdust” کوچک‌ترین تحریک‌کننده‌ی عصبی خواهد بود که تا حال ساخته شده است. در نهایت، دانشمندان امیدوارند بتوانند کدهای عصبی حرف زدن، راه رفتن و … را شناسایی کرده تا با انتقال کد دقیق موردنیاز، به عنوان مثال امکان راه رفتن را برای بیمار فلج عصبی فراهم کرد. آن‌ها هم‌چنین در حال رمزگشایی کدهای عصبی لازم برای فهم زبان گفتاری هستند؛ کدهایی که موجب آغاز روند تفکر در پی سیگنال‌های بیرونی عامل صدا می‌باشند. البته برخی مسائل اخلاقی در این باره مطرح می‌شود که به گفته‌ی متخصصان، نوروتکنولوژی با مسائل این چنینی بسیاری مواجه خواهد شد.

تکنولوژی تایپ وابسته به تفکر

ماسک تنها میلیاردر علاقمند به مغز انسان نیست. فیسبوک نیز با قدرت در جهت اجرای پروژه‌ی “گفتار خاموش” خود پیش می‌رود. Mark Chevillet، دانشمند علوم اعصاب، سرپرستی این پروژه را بر عهده دارد. طبق گفته‌های این دانشمند در کنفرانس آزمایشگاه چندرسانه‌ای MIT، افراد انگشت‌شماری از تایپ به واسطه‌ی صدا استفاده می‌کنند. کسی تمایل به ادای گفتاری آن‌چه می‌نویسد در ملأ عام ندارد. اما اگر بتوان به طور مستقیم از مغز افراد تایپ کرد، اوضاع فرق می‌کند. آزمایش‌های اولیه نشان می‌دهد این موضوع یک بحث علمی-تخیلی نیست. سیگنالی در مغز وجود دارد که می‌توان افسار آن را در دست گرفت. به هنگام ساخت هشتمین مرکز تکنولوژی‌های پیشرفته‌ی فیسبوک که محل کار بر روی این پروژه است، گفته شد که توسعه‌ی تکنولوژی تایپ وابسته به تفکر دوره‌ای دوساله در پیش دارد. Chevillet در سال ۲۰۱۶ از دانشگاه جان‌هاپکینز به این پروژه پیوست؛ پس در سال ۲۰۱۸ منتظر نشانه‌هایی از پیشرفت این پروژه هستیم. امید است بتوان اندیشه‌ها را با سرعت ۱۰۰ کلمه در دقیقه به متن تبدیل کرد؛ ۲۰ برابر سریع‌تر از رابط‌های مغزی-ماشینی حال حاضر.

شبیه‌سازی آزمایشگاهی مغز انسان تحت عنوان Mini-brain

دانشمندان در حال ایجاد اُرگانوئیدهای سه‌بعدی از سلول‌های بنیادی انسان هستند؛ به طوری که دارای نورون‌های عملکردی، لایه‌های مجزای قشر مخ و دیگر ساختارهای مشابه مغز واقعی باشد. تکنولوژی ساخت ارگانوئیدهای مغزی به سرعت در حال پیشرفت است. به گونه‌ای که در ماه جاری، محققان قصد دارند دوره‌ی زمانی فرآیند ساخت این ارگانوئیدها را از چند ماه به چندین هفته کاهش دهند. انتظار داریم شاهد نسخه‌های واقعی‌تر این تکنولوژی در سال ۲۰۱۸ باشیم. امیدها بر آن است که بتوان از ارگانوئیدهای رشدیافته از سلول‌های بنیادی بیماران مبتلا به اختلالات روانی موروثی هم‌چون اسکیزوفرنی، برای شناسایی مکانیسم اصلی ایجاد بیماری حین روند تکاملی مغز استفاده کرد؛ اما آن‌چه ما انتظار داریم، در واقع دو پیشرفت تکنیکی در این زمینه است: یکی تأمین خون‌رسانی برای ارگانوئیدها؛ چنان‌چه آزمایشگاه George Church در هاروارد اعلام داشت اما نتایج را منتشر نکرد. ایجاد عروق خونی به ارگانوئیدها این امکان را می‌دهد که بتوانند در اندازه‌ای بزرگ‌تر از حالت فعلی رشد کنند. در این صورت شاید بتوان آن‌ها را از حالت مینی به اندازه‌ی واقعی مغز در یک ظرف آزمایشگاهی تغییر داد. پیشرفت دیگری که زمزمه‌های زیادی از آن به گوش می‌رسد، فراهم کردن ورودی حسی برای ارگانوئیدها، شاید از طریق شبکیه است. یکی از آزمایشگاه‌ها به دروغ ادعا داشت چنین کاری انجام داده است.