علم الأعصاب هي شركة تكنولوجيا تعمل على تطوير منتجات لزراعة الدماغ البشري
ازدهرت صناعة زراعة الدماغ في العقد الماضي بعد أن استثمرت شركات مثل Neuralink وPrecision Neuroscience وSynchron عشرات الملايين من الدولارات في تطوير أجهزة دقيقة تنقل المعلومات مباشرة من العقول البشرية إلى أجهزة الكمبيوتر.
لكن على الرغم من التطور الهائل الذي حققته هذه الشركات الناشئة، لا يزال عدد من الشركات والباحثين الآخرين يعتمدون على تقنيات أقل تقدما، ويقتصرون على المجال الأكاديمي والأبحاث السريرية، وفقا لبلومبرج.
ويحاول ماكس هوداك، أحد مؤسسي شركة نيورالينك، سد هذه الفجوة. قامت شركته Science Corp، ومقرها في ألاميدا، كاليفورنيا، بتطوير العديد من المنتجات الجديدة المصممة لتقليل التكاليف ووقت التطوير لمختبرات الأبحاث والشركات الناشئة التي تتطلع إلى استكشاف الدماغ.
ويأمل هوداك أن تساعد هذه الأدوات في تسريع الأبحاث المتعلقة بالدماغ، مما سيساعد في اكتشاف علاجات لبعض الأمراض التي تسبب الإعاقة لدى البشر. وقال: “نحن نهدف إلى جعل صناعة واجهة الدماغ الحاسوبية أكبر بمئة مرة مما هي عليه الآن”.
تعتمد استراتيجية Hodak على تكنولوجيا الصوت العلمية، وهي مجموعة من الرقائق والأجهزة من العلامة التجارية Axon يمكنها توصيل وتسجيل وتحفيز آلاف الخلايا العصبية في وقت واحد. ويعمل النظام الصوتي مع جهاز كمبيوتر محمول يسمى SciFi، والذي يقوم بجمع البيانات وتحليلها، إلى جانب برنامج Nexus، الذي يستخدم لإجراء تجارب متزامنة عبر عدد من المجسات.
في المرحلة الأولى، تستهدف هذه المعدات العلماء الذين يقومون بالأبحاث الأساسية والباحثين الذين يقومون بإجراء دراسات على الحيوانات. وبمرور الوقت، تخطط مجلة Science لإطلاق مجموعة واسعة من المنتجات، بما في ذلك تلك التي تناسب بشكل أفضل الشركات الناشئة التي تجري دراسات بشرية.
وقال هوداك: “لا يزال العلماء يستخدمون تقنيات تعود إلى الثمانينيات”. “سنساعدهم على الانتقال إلى عام 2024 مع هذه المجموعة الأولى من المنتجات، وسنواصل تحسين هذه التكنولوجيا ومن ثم تطبيقها على الناس.”
ابتكارات واستثمارات ضخمة
أجرى هوداك تجاربه الأولى على الدماغ في غرفة سكنه بجامعة ديوك. لقد صنع لنفسه جهازًا يمكنه تحفيز مجموعة من الخلايا العصبية في الفئران.
وفي عام 2016، أسس شركة Neuralink، وهي شركة ناشئة متخصصة في زراعة الدماغ، بدعم من إيلون ماسك، الذي قاده هوداك قبل مغادرته في عام 2021 لتأسيس شركة Science.
ركز العلم في البداية معظم أعماله على الغرسات البصرية التي يتم زرعها تحت شبكية العين لمساعدة الأشخاص المصابين بأمراض مثل الضمور البقعي واعتلال الشبكية الصباغي على الرؤية.
تجري حاليًا تجارب سريرية على هذه التكنولوجيا ولا تزال تعتبر نشاطًا بالغ الأهمية. ومع ذلك، رأى Hudak فرصة للاستفادة من بعض المنتجات التي طورتها Science لشركته الخاصة وإتاحتها لشركات أخرى في الصناعة.
بدأ العلماء في زرع الأجهزة الإلكترونية في أدمغة الحيوانات والبشر منذ عقود مضت، لكنهم ما زالوا في كثير من الأحيان يصنعون أجهزتهم الإلكترونية وبرامجهم من الصفر. تعتمد الأجهزة شائعة الاستخدام اليوم غالبًا على تقنيات عفا عليها الزمن منذ فترة طويلة ولم تتمكن من اللحاق بمنحنيات التكلفة والأداء السائدة في مجال الإلكترونيات ومجالات الحوسبة الأخرى. ومع ذلك، فقد تمكنت العديد من الشركات الناشئة المعنية بزراعة الدماغ من التغلب على بعض هذه القيود في السنوات الأخيرة من خلال الابتكار والاستثمارات الضخمة.
على سبيل المثال، أنشأت شركة Neuralink جهازًا مزروعًا يسمح بالاتصال اللاسلكي ويتناسب مع ثقب بحجم العملة المعدنية في جمجمة المريض دون أن يبرز. ويعد هذا تقدمًا كبيرًا مقارنة بالأجهزة التقليدية التي تتطلب تركيب معدات مربعة كبيرة على جماجم رؤوس الحيوانات والبشر، ومتصلة بأنظمة معالجة البيانات بحجم فرن الميكروويف.
وقد مكنت هذه الابتكارات الأشخاص الذين يعانون من إعاقات حركية من أداء العمل وبعض الألعاب الإلكترونية عبر الإنترنت من خلال تحريك المؤشر عبر شاشات الكمبيوتر بأفكارهم.
يمكن لهذه الغرسات أيضًا تحويل الإشارات العصبية إلى كلمات، مما يسمح للأشخاص الذين يعانون من أمراض مثل التصلب الجانبي الضموري بترجمة الأفكار التي يريدون قولها إلى رسائل تظهر على شاشة الكمبيوتر.
تكاليف منخفضة
لقد طور العلم أدوات علوم الدماغ التقليدية إلى منتجات إلكترونية استهلاكية. وتأتي مجسات أكسون مزودة برقائق متخصصة تسمح لأجهزة الكمبيوتر بفهم الإشارات التناظرية التي ينتجها الدماغ عن طريق تحويلها إلى إشارات رقمية، ويمكنها معالجة كميات أكبر بكثير من البيانات مقارنة بالأجهزة العادية.
ويقوم نظام الكمبيوتر SiFi، الذي يشبه الهاتف الذكي بحجم كف اليد، بجمع البيانات من مجسات مختلفة ومعالجتها ونقلها إلى أجهزة الكمبيوتر عبر شبكة Wi-Fi.
وتبدأ أسعار المجسات من 500 دولار للمسبار الواحد، في حين يبلغ سعر وحدة “Si-Fi” 1000 دولار.
ويقول سمنر نورمان، الرئيس التنفيذي لشركة فوريست نيوروتك، التي تستخدم الموجات فوق الصوتية لتقييم صحة الدماغ، إن السعر الإجمالي للمنتجين معًا أقل من عُشر تكلفة المعدات التقليدية.
وأضاف نورمان أن “تصنيع مسبار ونظام حاسوبي متطور بتكلفة معقولة يكاد يكون مستحيلاً حالياً، خاصة في حدود ميزانيات معظم المختبرات والشركات الناشئة الصغيرة”، لكن هوداك “يحاول تغيير هذا الواقع”.
وبعيدًا عن الأجهزة، تأمل Science أن يستخدم عملاؤها Nexus وبروتوكول البيانات الخاص به، Synapse، لبناء التطبيقات بدلاً من محاولة كتابة برامجهم الخاصة.
ومضى هوداك قائلاً: “لقد كتبت هذا البرنامج سبع مرات في حياتي لمختبرات وشركات مختلفة… فبدلاً من البرامج التقليدية التي يكتبها طلاب الدراسات العليا وحاملي الدكتوراه الجدد، أردنا تقديم برنامج حديث مناسب لـ أغراضها الصناعة وتتميز بالسرعة وقابلية التوسع لمعالجة مئات التيرابايت من البيانات. ما يلزم للتعامل مع كل هذه الأجهزة.
هناك حاجة إلى المزيد من العمل
تدير ماكنزي ماتيس مختبرًا لأبحاث الدماغ في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا، حيث تقضي الكثير من الوقت في إجراء التجارب على الفئران، وهي متحمسة للنتائج التي ستحصل عليها من مراقبة الحيوانات وهي تتحرك في أقفاصها دون الحاجة إلى الاتصال بها. يكون مع نظام الكمبيوتر.
وقالت: إن «القدرة على تسجيل ديناميكيات دماغ الحيوانات أثناء الحركة ستكون ثورية»، مشيرة إلى أن الأنظمة اللاسلكية المتوفرة حالياً «يمكنها تسجيل عدد محدود جداً من الخلايا العصبية في المرة الواحدة»، في حين تستطيع أجهزة «ساينس» تسجيل مئات منها. سجل الخلايا العصبية. من الخلايا العصبية في وقت واحد.
ومع ذلك، حذر كل من نورمان وماتيس من أن العلم لا يزال أمامه الكثير من العمل للقيام به، مثل إقناع الباحثين بتبني منتجاته والتعامل مع الإجراءات التنظيمية. يتوقع نورمان أن هذه المنتجات ستجذب بشكل أساسي الباحثين الذين يرغبون في جمع أكبر قدر ممكن من البيانات في أسرع وقت ممكن، وليس الشركات الناشئة التي ترغب في صنع أجهزتها وبرامجها الخاصة. ويستبعد أن تؤدي منتجات Science إلى ظهور منافس لشركة Neuralink في المستقبل القريب.
وأضاف: “إذا أرادت شركة ناشئة تطوير هذه التكنولوجيا إلى منتج يستخدم للأغراض السريرية، فسيتعين عليها القيام بقدر هائل من العمل لتحقيق ذلك”.
واعترف هوداك بأنه تساءل في البداية عما إذا كان تطوير هذه المنتجات مجديًا تجاريًا. ولم يكن واثقًا من وجود صناعة كبيرة بما يكفي لتبرير الأعباء والتكاليف المرتبطة بالإنتاج الضخم لهذه الأجهزة.
ولكن مع مرور الوقت، أصبح مقتنعًا بأن أبحاث وتقنيات الدماغ كانت على وشك الدخول إلى عصر جديد، حيث يمكن للعلم تقديم أجهزة يمكن أن تساعد في علاج حالات مثل الشلل والتصلب الجانبي الضموري، بالإضافة إلى الاضطرابات العقلية مثل الاكتئاب والفصام.
وقال: “دعوني أكون واضحا: أنا لا أدعي أن لدينا علاجا في هذه المرحلة… لكنني أعتقد أن هذا سيكون أكبر بكثير مما يعتقده الكثير من الناس”.
هذا المحتوى من موقع “اقتصاد الشرق مع بلومبرج”.
