نورالينك لديها أول مريض بشري. السباق الحقيقي لواجهات الدماغ-الحاسوب بدأ للتو.

في 29 يناير 2024، أعلنت نورالينك أن أول مريض بشري تلقى زرعة من شريحة N1 الخاصة بها — مصفوفة من 1024 قطباً كهربائياً موضوعة على سطح القشرة الحركية. المريض، نولاند أربو البالغ من العمر 29 عاماً، كان مصاباً بالشلل من تحت الكتفين بعد حادثة غوص. بعد ثمانية أيام من الزرع، كان يستخدم أفكاره لتحريك مؤشر الحاسوب ولعب الشطرنج. لاحقاً، بث نفسه وهو يلعب لعبة Civilization VI لأكثر من ثماني ساعات باستخدام أوامر عصبية فقط.

لم يكن هذا أول عرض بشري لواجهة الدماغ-الحاسوب — يعود هذا الفضل إلى باحثين زرعوا مصفوفات أقطاب كهربائية في مرضى قبل عقود تحت دراسات أكاديمية — لكنه كان الأكثر ظهوراً، بدعم من شركة إيلون ماسك و363 مليون دولار من التمويل الاستثماري، وقد جلب تكنولوجيا واجهة الدماغ-الحاسوب إلى التغطية الإعلامية الرئيسية للتكنولوجيا بطريقة لم تحققها الدراسات الأكاديمية.

في الأشهر التالية، انتقلت واجهات الدماغ-الحاسوب من إثبات المفهوم إلى مساحة تنافسية مزدحمة مع شركات متعددة تعرض أجهزة مزروعة في مرضى بشريين. السؤال الفني — هل يمكن لشريحة في الدماغ أن تسمح لشخص مشلول بالتحكم بحاسوب؟ — تمت الإجابة عليه بالإيجاب. تحولت الجبهة إلى مشاكل أصعب: متانة الأقطاب الكهربائية، دقة الإشارة بمرور الوقت، مخاطر الجراحة، وفي النهاية، السؤال حول ما يجب استخدام هذه التكنولوجيا فعلاً من أجله.

كيف تعمل

واجهات الدماغ-الحاسوب الغازية — النوع الذي يتطلب جراحة — تتكون من مصفوفات أقطاب كهربائية موضوعة داخل أو على قشرة الدماغ تسجل الإشارات الكهربائية من الخلايا العصبية. عندما تطلق الخلايا العصبية نبضاتها، تنتج نبضات كهربائية صغيرة؛ تكتشف الأقطاب هذه النبضات، ويقوم برنامج معالجة الإشارات بتفسير الأنماط كحركات مقصودة أو اتجاهات مؤشر أو مخرجات أخرى.

تستخدم شريحة N1 من نورالينك 1024 قطباً كهربائياً عبر 64 خيطاً مرناً، كل منها أرق من شعرة الإنسان. الروبوت الجراحي الذي يضع الخيوط — R1 — يدخلها بدقة مصممة لتجنب الأوعية الدموية، مما يقلل النزيف والالتهاب اللذين تسببا تاريخياً في تدهور جودة إشارة القطب الكهربائي بمرور الوقت. تنقل الشريحة البيانات لاسلكياً؛ لا توجد أسلاك عبر الجمجمة، مما يزيل خطراً كبيراً تاريخياً للعدوى.

تتبع شركة Synchron نهجاً مختلفاً. يتم زرع جهاز Stentrode الخاص بها عبر قسطرة من الوريد الوداجي إلى الجيب السهمي العلوي — وعاء دموي يمتد على طول الجزء العلوي من الدماغ. لا حاجة لجراحة الدماغ. توضع الأقطاب داخل جدار الوعاء، قريبة بما يكفي من القشرة الحركية لاكتشاف الإشارات العصبية. دقة الإشارة أقل من الزرع القشري المباشر، لكن ملف السلامة أفضل بشكل كبير: الزرع عبر الأوعية الدموية هو إجراء طبي راسخ، بينما جراحة الجمجمة المفتوحة ليست كذلك.

شركة Precision Neuroscience، التي أسسها أحد المؤسسين المشاركين السابقين لنورالينك، تستخدم طريقة زرع مختلفة: مصفوفة رقيقة مرنة توضع فوق القشرة عبر شق صغير في الجمجمة، دون اختراق أنسجة الدماغ. تطلق Precision على هذه الواجهة اسم Layer 7 Cortical Interface، وقد تم وضعها في مرضى جراحيين أثناء إجراءات الجمجمة المخطط لها منذ عام 2023، مما يجمع بيانات سلامة حول كيفية استجابة الدماغ لوضع الأقطاب السطحية دون مخاطر جراحة الزرع المخصصة.

مشكلة متانة الأقطاب الكهربائية

كان أحد أهم الكشوفات المبكرة لنورالينك هو أن بعض خيوط الأقطاب الكهربائية لأربو قد انسحبت من القشرة في الأسابيع التالية للزرع — وهي ظاهرة تسمى "pullback" — مما قلل عدد الأقطاب الفعالة للتسجيل من 1024 إلى عدة مئات. قام فريق برمجيات نورالينك بتكييف خوارزميات فك التشفير للتعويض، وتحسن تحكم أربو بالمؤشر بعد الانسحاب مع تحسين الخوارزميات، لكن الحلقة أوضحت التحدي الأساسي المتمثل في الحفاظ على أجهزة التسجيل الدقيقة مستقرة داخل الأنسجة الحية.

يقع الدماغ في السائل الدماغي الشوكي ويتحرك قليلاً مع كل نبضة قلب ونفس. الزرعات الصلبة — مصفوفات الأقطاب من الأجيال السابقة التي تثبت في مكانها ولا تنثني — تتعرض لحركة دقيقة بالنسبة للأنسجة المحيطة، مما يسبب تندباً يضعف جودة الإشارة على مدى أشهر إلى سنوات. صُممت الخيوط المرنة لنورالينك لتتحرك مع الدماغ، مما يقلل هذا التندب. تشير أحداث الانسحاب إلى أن مشكلة التوافق الحيوي لم تُحل بالكامل.

يتجاوز نهج Synchron عبر الأوعية الدموية بعض هذه المشكلات — الجهاز يوضع في وعاء دموي بدلاً من أنسجة الدماغ — لكن المفاضلة في جودة الإشارة حقيقية. أظهر المريض في Synchron، تيموثي ديك، الذي تلقى Stentrode في عام 2021 في أستراليا، الكتابة والتحكم بالجهاز اللوحي من خلال الأوامر العصبية، لكن بسرعة أقل بكثير من عروض نورالينك.

ما يمكنها فعله فعلاً الآن

يمكن لواجهات الدماغ-الحاسوب المعتمدة حالياً القيام بمجموعة محدودة ولكنها ذات معنى من الأمور. يستطيع المرضى المشلولون تحريك مؤشرات الحاسوب، والكتابة باستخدام أنظمة النظرة والاختيار العصبي، والتحكم بواجهات الأجهزة اللوحية بسرعة تضاهي كاتباً بطيئاً (حوالي 20-30 كلمة في الدقيقة لأفضل الأنظمة الحالية). أظهر مرضى اتحاد BrainGate في المستشفيات الأكاديمية التحكم بالمؤشر وحتى حركة الذراع الآلية المحدودة في تجارب سابقة. أظهرت نورالينك التحكم بالمؤشر بسرعات تجعل استخدام الحاسوب عملياً حقاً للأنشطة اليومية.

لا يزال فك تشفير الإشارات الأكثر تعقيداً — الكلام، التحكم الحركي الدقيق، العواطف — تجريبياً إلى حد كبير. نشر تعاون بين ستانفورد ونورالينك نتائج في عام 2024 تظهر فك تشفير الكلام بسرعة 62 كلمة في الدقيقة لمريض مصاب بمرض التصلب الجانبي الضموري، وهي أسرع بكثير من الأنظمة السابقة. تمكن المريض من التواصل بطريقة تشبه سرعة المحادثة الطبيعية للتبادلات القصيرة.

المسار غير الغازي

إلى جانب الأجهزة المزروعة، شهد مسار موازٍ لواجهات الدماغ-الحاسوب غير الغازية استثماراً كبيراً. تعمل Neurosity، وقسم الأبحاث في Meta، والعديد من الشركات الناشئة على تطوير سماعات رأس تعتمد على EEG تقرأ الإشارات العصبية عبر الجمجمة. جودة الإشارة أقل بكثير — تخفف الجمجمة الإشارات الكهربائية بشكل كبير — لكن ملف السلامة أفضل بشكل تافه من الجراحة.

جذبت ورقة Meta لعام 2023 التي تظهر فك تشفير الكتابة اليدوية المتخيلة من EEG السطحي اهتماماً كبيراً، على الرغم من أن النظام تطلب كمية كبيرة من بيانات التدريب وعمل بشكل أفضل في بيئات مقيدة. التطبيقات العملية لواجهات الدماغ-الحاسوب غير الغازية تقتصر حالياً على واجهات التحكم البسيطة والمراقبة المحتملة للصحة العقلية، وليس الاتصال عالي الإنتاجية الذي تقترب منه الأجهزة المزروعة.

المشهد الأخلاقي

مع اقتراب واجهات الدماغ-الحاسوب من الاستخدام السريري العملي، أصبحت الأسئلة الأخلاقية ملموسة بدلاً من افتراضية. من يملك البيانات العصبية المسجلة بواسطة واجهة الدماغ-الحاسوب؟ ما هي تداعيات المسؤولية إذا تم اختراق واجهة الدماغ-الحاسوب للتحكم في الحركة؟ كيف يتم حماية مرضى الأبحاث ذوي الموافقة عندما تكون شركة مثل نورالينك في نفس الوقت كياناً ربحياً مع مستثمرين يتوقعون عوائد؟

يتطلب الإطار التنظيمي لإدارة الغذاء والدواء الأمريكية لواجهات الدماغ-الحاسوب كأجهزة طبية إثبات السلامة والفعالية لمؤشرات محددة — تركز حالياً على الشلل واستعادة الحركة. ما إذا كانت هذه الأجهزة قد تُوافق في نهاية المطاف لتعزيز الإدراك، أو تحسين التواصل لدى المستخدمين غير المعاقين، أو التكامل مع الأجهزة الاستهلاكية، وما هي الكيفية، لا يزال غير مؤكد بشدة — من الناحية الفنية والتنظيمية على حد سواء.

نتائج الجيل الأول مثيرة للإعجاب حقاً للمرضى الذين لم تكن لديهم خيارات أخرى. وصف أربو قدرته على التحكم بحاسوبه بأنها تحويلية لاستقلاليته وجودة حياته. على هذا المستوى — استعادة الوظيفة المفقودة للأشخاص الذين يعانون من شلل شديد — قيمة التكنولوجيا واضحة. كل شيء يتجاوز ذلك لا يزال طريقاً طويلاً جداً.