تراشه مغزی “نورالینک” در شرف آغاز آزمایشات بالینی -نویسنده : داوود سلیانچی

شرکت ” نورالینک Neuralink ” متعلق به “ایلان ماسک”، آزمایش‌های بالینی کاشت تراشه‌های در مغز انسان را بزودی آغاز می کند.

شرکت نیورالینک یا نورالینک  Neuralink Corporation یک شرکت آمریکایی در زمینه فناوری نورون یا فناوری عصبی ساخته شده توسط ایلان ماسک است که تراشه‌های ارتباط مغز و کامپیوتر قابل کاشت در مغز یا به انگلیسی brain–machine interfaces واسطه مغز و رایانه(BMIs)   تولید می‌کند. ساختمان مرکزی شرکت در سن فرانسیسکو است شرکت در ۲۰۱۶ شروع به کار کرد و ۲۰۱۷ به عموم معرفی شد. شرکت نورالینک در کنار اسپیس ایکس و تسلا، یکی از شرکت‌هایی است که ایلان ماسک آن را اداره می‌کند. هدف این شرکت ساخت رابط مغز رایانه است و حالا سرمایه‌ای در حدود ۲۰۵ میلیون دلار دریافت کرده است. شرکت GV وابسته به کمپانی آلفابت نیز در این سرمایه‌گذاری نقش داشته است. شرکت GV، که خلاصه نام قبلی خود یعنی Google Ventures است، بالاترین سرمایه‌گذار نیست. شرکت Vy Capital به عنوان سرمایه‌گذار اصلی در کنار DFJ Growth ،Valor Equity ،Craft Ventures ،Founders Fund و Gigafund در جمع‌آوری این کمک مالی نقش داشتند.

در کنار این شرکت‌های سرمایه‌گذاری، گروه بزرگی از مدیران اجرایی و کارآفرینان برجسته از جمله «رابرت نلسون» از بنیانگذاران شرکت ARCH، «بلیک بایرز»، «سم آلتمن»، رئیس هیئت مدیره YC Group و مدیر عامل OpenAI، «فرد ارسم» از بنیانگذاران Paradigm و کوین‌بیس و «کن هوری» از بنیانگذاران پی‌پل و Founders Fun شرکت داشتند.

ایلان ماسک طی دهه گزشته تحولات بزرگی به وجود اورده که از آن ها میتوان در بانکداری از طریق ایجاد امکان پرداخت الکترونیک، در صنعت خودرو از طریق خودروهای الکترونیک و خودران تسلا، در صنعت هوا فظا از طریق راکت اسپیس ایکس و… نام برد. همچنین وی در حال توسعه یک راه حمل و نقلی زیرزمینی خاص و جدیدی نیز هست.

سرمایه‌گذاری در نورالینک می‌تواند در هر کدام از این دسته‌بندی‌های آلفابت قرار بگیرد. این شرکت ایلان ماسک روی ایمپلنت عصبی کار می‌کند که به کاربر اجازه می‌دهد بتواند تنها با فکر کردن یک کامپیوتر را کنترل کند.

این سیستم با تزریق دستگاهی در ابعاد چند میکرومتر در قشری از مغز انجام می‌شود که مربوط به کنترل حرکت است. این دستگاه شامل تعداد زیادی از الکترودها می‌شود که سیگنال‌های عصبی درون مغز را شناسایی می‌کنند و می‌توانند این سیگنال‌ها را پردازش و شبیه‌سازی کرده و به اپلیکیشن همراه آن منتقل کند.

یلان ماسک عقیده دارد که این تراشه مانند یک ساعت هوشمند است که روی مغز شما نصب می‌شود، اما موضوع این است که نصب آن به‌هیچ‌عنوان ساده نیست. برای نصب این تراشه باید بیش از سه هزار الکترود، از طریق ۹۶ رشته نازک به ذهن شما متصل شود. ابعاد هرکدام از این الکترودها چیزی بین ۴ تا ۶ میکرومتر است. این الکترودها به یک تراشه با نام N1 وصل می‌شوند که ابعادی برابر با ۸×۲۳ میلی‌متر دارند.

مغز انسان( یک بافت اسفنجی سه پوندي) پیچیده ترین ساختار موجود در جهان است. این ساختار با داشتن ظرفیت ایجاد یک شبکه ارتباطی که بهتر از هر شبکه اجتماعی عمل می نماید، اطلاعاتی بیش از یک ابررایانه را ذخیره می کند و انسان ها را قادر می سازد تا به پیشرفت هاي شگفت آور از قبیل امکان راه رفتن برروي ماه، نقشه برداري ژنوم انسان و خلق و تفسیر متون عالی ادبی، هنر و موسیقی نائل آید. بعلاوه، دانشمندان هنوز نسبت به بخش عظیمی از آنچه مغز انسان قادر به انجام آن است آگاهی ندارند. این اندام منفرد جنبه هاي زیادي از کارکردهاي بدن انسان من جمله ضربان قلب، فعالیت هاي جنسی و عاطفی، یادگیري و حافظه را کنترل می کند. مغز انسان پاسخ سیستم ایمنی به بیماري را کنترل می کند و در مواردي تعیین می کند که چگونه افراد به درمان هاي پزشکی پاسخ مناسب نشان می دهند. در نهایت مغز انسان به افکار، باورها، امیدها، رویاها و تصورات ما شکل می بخشد. این امر در حقیقت توانایی و استعداد مغز براي اجراي تمامی کارکردهایی است که انسان بودن را موجب می گردد .

«آینده با پیشرفت در علم هوش مصنوعی، رباتیک، سخت‌افزار، کامپیوترهای کوانتومی، غذا و کشاورزی و Deep tech شکل خواهد گرفت. ما تمام بنیانگذاران با تجربه را حمایت می‌کنیم تا بتوانیم با مشکلات اصلی جهان روبرو شویم که زندگی همه ما را تحت تاثیر قرار داده است.»

هر شخص بیش از 100 میلیارد سلول عصبی دارد که نورون نامیده می شوند که ارتباط بین این سلول ها، اساس تمام کارکرد مغز را شکل می دهد. با این حال، دانشمندان هنوز در پی دست یابی به شناخت عمیق تري از این موضوعات هستند که چگونه این سلول ها متولد شده، رشد کرده و خودشان را به صورت مدارهاي کارا و داراي عملکرد سازماندهی می کنند که معمولا در سرتاسر زندگی نیز کار می کنند.

ذهن انسان بیش از ۸۶ میلیارد نورون(رشته عصبی) دارد که اطلاعات را به‌کمک سیگنال‌های الکتریکی از طریق سیناپس‌ها ارسال می‌کنند. با استفاده از نورالینک تمامی رشته‌های دستگاه به مغز متصل می‌شوند و می‌توان بیش از ۱۰۰۰ نورون مغزی را در هر لحظه مانیتور کرد. با این حال که این مقدار به نظر خیلی کم می‌رسد، تمامی سیگنال‌های تقویت‌شده دریافتی توسط آن‌ها ضبط شده و به‌عنوان یک دستور دیجیتال بررسی می‌شوند. دستورات برگشتی نیز به شکل تحریک‌کننده‌های الکتریکی دوباره به مغز ارسال خواهند شد. در حال حاضر داده‌ها از طریق یک پورت USB-C به تراشه انتقال داده می‌شوند؛ اما در نهایت هدف آن این است که این کار از طریق یک سیستم بیسیم انجام دهد.

نورون

سلول هاي سیستم عصبی یعنی نورون ها به صورت منحصر بفردي با یکدیگر ارتباط دارند. نورون واحد کارکردي پایه مغز است، یک سلول تخصص یافته که براي انتقال اطلاعات به سلول هاي عصبی دیگر، عضلات یا سلول هاي غدد تخصص یافته است. در حقیقت مغز که به این صورت دیده می شود، محصول ویژگی هاي ساختاري و عملکردي نورون هاي متصل به یکدیگر است.

هنگامی که یک نورون فعال میشود یک پالس الکتریکی را تولید میکند که میتواند توسط یک الکترود کاشت عصبی ثبت شود.

مغز پستانداران بسته به نوع گونه بین صد میلیون تا صد میلیارد نورون دار دن . نورون هر پستاندار شامل یک جسم سلولی، دندریت ها و یک آکسون است. جسم سلولی داراي هسته و سیتوپلاسم است. آکسون از جسم سلولی گسترش یافته و اغلب قبل از خاتمه شاخه هاي کوچکتري در پایانه عصبی می سازد. دندریت ها از جسم سلولی نورون منشعب می شوند و پیام ها را از نورون هاي  دیگر دریافت می کنند. سیناپس ها نقاط اتصالی هستند که در آن یک نورون با نورون دیگر ارتباط برقرار می کند. دندریت ها توسط سیناپس هاي انتهاهاي آکسونی نورون هاي دیگر پوشانده می شوند .

هدف اصلی ایلان ماسک از راه‌اندازی پروژه نورالینک کمک به افراد دارای معلولیت مخصوصاً افراد دارای معلولیت حرکتی است. این تکنولوژی می‌تواند به این دسته از افراد کمک کند تا استقلال خودشان را دوباره به دست بیاورند و فقط کافی است به کار موردنظر خودشان فکر کنند تا به انجام برسد. از طریق نورالینک افرادی که دارای معلولیت حرکتی هستند، می‌توانند کار با کامپیوتر، کنترل ارگان‌های مصنوعی، نوشتن مقالات مختلف یا حتی نقاشی‌کشیدن و… را تنها با فکرکردن انجام دهند.

آشنایی با نحوه کار نورالینک

مهم‌ترین اهداف نورالینک تولید دستگاه‌های الکترونیکی برای درمان بیماری‌های مغزی و بهبود کارکرد مغز انسان (هوشمندتر کردن انسان به کمک فناوری) است. ایده‌هایی که مدیران نورالینک در سر می‌پروراندند هر کسی را به یاد فیلم‌های علمی تخیلی می‌اندازد. اما تلاش‌های این شرکت نشان می‌دهند این رویاها و تخیلات چندان هم دور از دسترس نیستند. نورالینک در برنامه‌ای بلندمدت به دنبال این است که بتواند بیماری‌های مرتبط با مغز را به کمک اتصال چیپ‌های الکترونیکی به مغز انسان درمان کند. از سوی دیگر به دنبال این است که با بهره‌گیری از هوش مصنوعی بتواند هوش و کارکرد مغزی انسان را بهبود بخشد.

ویژگی‌های «نورالینک»

طبق اطلاعات موجود در وب‌تکنو، ویژگی های برجسته «نورالینک» به طور خلاصه به این شرح است: “باتری به مدت ۱ روز دوام خواهد داشت، این دستگاه که فقط ۲۳ میلی متر قطر و ۸ میلی متر ضخامت دارد، دارای  ۱۰۲۴ کانال برای هر اتصال (سرعت بالاتری نسبت به فن آوری های موجود وعده داده شده است) است.

این چیپ مستقیماً در جمجمه قرار خواهد گرفت و می تواند داده هایی مانند دما و فشار را اندازه گیری کند. با هدف ارائه به مصرف کننده به تولید انبوه خواهد رسید.

به راحتی جراحی لیزر چشم نصب می شود، در حین قرار دادن چیپ نیازی به بیهوشی نیست، بدون خطر عفونت، به جای کابل های ضخیمی که به مغز کشیده شوند، کابل های نازک‌تر از تار مو وجود دارد، هیچ کلاه ایمنی بزرگ، کابل های طولانی، سنسورهای غول پیکر وجود ندارد. این دستگاه انواع دستگاه های الکترونیکی را که می توانند به اینترنت متصل شوند، قادر می سازد تا با سیگنال های مغزی کنترل شوند.”

شرکت نورالینک پس از دریافت بودجه‌ای ۱۵۸ میلیون دلاری، طی مراسم رسمی در سال ۲۰۱۹ میلادی اعلام کرد که دستگاهی تولید کرده که همچون یک ماشین خیاطی، می‌تواند مستقیما مغز را به کامپیوتر متصل کند.

اکنون این سیستم فقط به سطح بیرونی مغز دسترسی دارد، اما این شرکت امیدوار است در آینده الکترودها را در عمق بیشتری قرار دهد تا نظارت عمیقتری رو فعالیتhd مغز داشته باشد.

این الکترودها به تراشه Link 0.9    نورالینک متصل می‌شوند. این تراشه با اندازه 23 در 8 میلیمتر درون یک حفره کوچک در جمجمه بیمار قرار می‌گیرد و اطلاعات جمع آوری شده به وسیله الکترودها را گردآوری می‌کند.

بنابر گفته ماسک، Link اطلاعات بیمار مانند دما، فشار و حرکت‌ها را اندازه‌گیری کرده و درباره حملات قلبی یا سکته مغزی هشدار می‌دهد. Link درون جمجمه قرار می‌گیرد و اطلاعات را به صورت بی سیم با سرعت 10 مگابیت بر ثانیه منتقل می‌کند.

اصطلاحات رایج در نورالینک

بعد از این که آموختید نورالینک (Neuralink)  چیست، با اصطلاحات نا آشنایی رو به رو می‌شوید که در این قسمت به 3 مورد از آن‌ها پرداخته می‌شود. این 3 اصطلاح اشاره به سیگنال‌هایی دارند که بین نورورن‌ها رد و بدل می‌شوند و سپس به کامپیوتر انتقال می‌یابند. در جدول زیر آن‌ها را بررسی کرده و به ارتباط آن‌ها با سیگنال‌‌های دریافتی و ارسالی پرداخته می‌شود.

همهٔ این نوع اصطلاحات، به رغم تفاوت ظاهری‌شان، به یک موضوع اشاره می‌کنند: بستری برای وصل شدن مغز و کامپیوتر به یکدیگر.

اکنون چند دهه است که می‌دانیم بنیاد اصلی مغز بر تعامل نورون‌ها با یکدیگر قرار دارد. نورون‌هایی که سیگنال‌های الکتریکی را میان خود رد و بدل می‌کنند. این مجموعهٔ درهم‌تنیدهٔ نورونی پس از دریافت ورودی از حسگرهای بدن (چشم، گوش، بینی و …) و پردازش آن‌ها، سیگنال‌های خروجی را به اندام‌های مختلف (از جمله ماهیچه‌ها برای حرکت) ارسال می‌کند.

نورالینک و همهٔ شرکت‌های دیگری که در زمینهٔ ‌BCI فعالیت می‌کنند، در تلاش‌اند تا بتوانند سیگنال‌هایی را که بین نورون‌ها رد و بدل می‌شود به کامپیوترها منتقل کرده و نیز با برنامه‌ریزی کامپیوتری، مغز را با سیگنال‌های مطلوب خود تغذیه کنند.

فعالان حوزهٔ ارتباط ماشین و مغز معتقدند که اگر محدودیت‌های امروز تکنولوژی را در نظر نگیریم، چنین کاربردهایی را می‌توان برای BCI تصور کرد:

به عبارت دیگر در BCI انتظار ما این است که سنسورهای عادی بدن (بویایی، شنوایی و …) دور زده شوند و مغز و کامپیوتر مستقیم با هم در تماس و تعامل باشند.

نیورالینک دستگاه جدید فناوری ماسک است که نوید ادغام هوش انسان و هوش مصنوعی را می دهد.

تراشه خوانش مغز نورالینک چه کاربردی دارد

این پردازنده سیگنال‌های پیچیده‌ای را رمزگشایی می‌کند که در داخل مغز انسان شکل گرفته‌اند؛ سپس تراشه آن‌ها را به رقم تبدیل می‌کند تا بتواند این سیگنال‌ها را پردازش کند. در نتیجه شخصی که این تراشه در مغز وی کار گذاشته می‌شود، امکان کنترل کردن عملکرد عضلات بدن را پیدا می‌کند.

داخل مغز نیز مکان مناسبی برای قرار دادن الکترودها وجود ندارد. سیستم دفاعی بدن (مغز) نیز این الکترودها را طرد می‌کنند. حرکات طبیعی مغز و تکان خوردن آن در حین ضربان قلب و نفس کشیدن نیز باعث حرکت الکترودها از جای درست خود می‌شود. الکترودهای قدیمی‌ که پیش از این در آزمایش استفاده می‌شدند به بافت مغز آسیب می‌رسانند و با حرکت مغز به خارج از نقطه‌ای که تعیین شده بودند حرکت می‌کردند.

اما این رشته‌ها به اندازه‌ای کوچک هستند که دست انسان نمی‌تواند آن‌ها را درون مغز وارد کند، به همین دلیل نورالینک  یک سیستم روباتیک برای وارد کردن رشته‌ها به مکان‌های از پیش تعیین شده و در عمق از پیش تعیین شده ابداع کرد.

در ادامه ابزاری که  نورالینک طراحی کرده، امواج را به صورت بی‌سیم از طریق بلوتوث به یک گیرنده ارسال می‌کند که فرد مورد نظر آن‌را شبیه به یک سمعک به پشت گوش خود متصل می‌کند.

تراشه نورالینک

این تراشه را می‌توان به صورت القایی شارژ کرد و تا یک روز کامل شارژدهی خواهد داشت تا کاربر در هنگام خواب آن را شارژ کند. در نمونه سال گذشته یک دستگاه کوچک در پشت گوش فرد قرار می‌گرفت که در نمونه امسال وجود ندارد و طراحی یکپارچه مورد توجه قرار گرفته است.

ربات جراح نورالینک بدون خونریزی چیپ الکترونیکی را به مغز متصل خواهد کرد

شرکت نورالینک هم‌اکنون به در حال ساخت و توسعهٔ یک ربات جراح بسیار پیشرفته است. این ربات با هدف کاشت ایمپلنت در مغز ساخته شده است و می‌تواند فرآیندهای شکافتن سر، سوراخ کردن جمجمه، فرو کردن رشته‌های سیم بسیار نازک درون مغز، کاشتن تراشه و بخیه کردن سر را انجام دهد. ایلان ماسک می‌گوید این ربات به گونه‌ای طراحی شده که هنگام عمل جراحی به رگ‌های خونی آسیب نزد و در نتیجه خونریزی رخ نخواهد داد.

ایلان ماسک ربات جراح رابط مغز و رایانه نورالینک را معرفی کرد

ربات جراح مجهز به مجموعه‌ای از دوربین‌ها و ماژول‌های نوری است تا با به‌کارگیری آن‌ها بتواند رشته‌ها را به دقت وارد مغز کند و همچنین پیش از آنکه خارج شود و رشته‌ی الکترود را رها کند، با استفاده از سوزن، رشته را به عمق دلخواه در مغز می‌رساند. این ربات می‌تواند حتی وقتی جراح برای اجتناب از برخورد با عروق خونی تنظیمات دستی انجام می‌دهد، به‌طور متوسط یک رشته‌ی الکترود را در اندکی بیش از یک دقیقه وارد مغز کند. در مقاله‌ی رسمی نورالینک به‌طور ویژه بر این توانایی تأکید شده؛ زیرا گمان می‌رود که شکستن سد خونی مغزی، عامل اصلی بروز التهاب عصبی است که دوباره می‌تواند موجب ایجاد زخم شود و عملکرد الکترودها را کاهش دهد.

مدت زمان جراحی در این روش کمی کمتر از یک ساعت خواهد بود

ماسک در این مراسم مدت زمان جراحی را کمی کمتر از یک ساعت اعلام کرده و آن را مشابه قرار دادن فیت بیت درون جمجمه عنوان کرده است. ایلان ماسک در این مراسم سه خوک به نام‌های Joyce، Getrude و Dorothy را معرفی کرد.

ماسک می‌گوید که این فناوری برای مغز ایمن است و می‌توان به راحتی آن را جداسازی کرد. بنابراین تنها مانع نورالینک برای رسیدن به آزمایش‌های انسانی، تاییدیه سازمان غذا و دارو است.

استانداردهای نورالینک برای کاشت این دستگاه بالاتر از آن‌ چیزی است که مورد تایید سازمان غذا و دارو قرار می‌گیرد. استانداردهای ما برای امنیت این دستگاه از آن چه که دولت آمریکا می‌خواهد نیز بالاتر است.

شرکت نورالینک در حال توسعه‌ یک ماشین است که بتواند تراشه را به طور بی‌نقص درون مغز نصب کند و آن را با بافت ارگانیک انسان پیوند دهد. انتظار می‌رود که این تراشه مغزی راه‌حل‌های عصب‌شناختی را برای بیماری‌هایی مثل آلزایمر، مشکلات ستون فقرات و حتی زوال عقل، فراهم کند. تراشه نورالینک یکی از سودمندترین اختراعات این قرن خواهد بود.

منابع :

1. com
2. businessinsider
3. republicworld
4. Quint Digital Media
5. کتاب حقایق مغز

تراشه مغزی “نورالینک” در شرف آغاز آزمایشات بالینی

                          نویسنده : داوود سلیانچی

+1

0