تمول حكومة الولايات المتحدة الأبحاث لإنشاء طرف اصطناعي للدماغ

قرر كبار المسؤولين في DARPA الاستثمار في طرف صناعي للدماغ البشري من أجل تخليص المرضى من الأمراض التي تصيب الجهاز العصبي، وفي مقدمتها مرض الزهايمر.

اليوم في الصباح اتصلت بالصدفة بصديق بعيد لي. تحدثت معها لفترة وجيزة، وبعد دقيقة قصيرة من المحادثة افترقنا كأصدقاء.

وبعد بضع دقائق، رن هاتفي. قرر ذلك الصديق أن يعود إليّ. تعرفت على الرقم على الفور، واخترت عدم الرد.

طوال بقية اليوم، اتصل بي نفس الصديق ما لا يقل عن 79 مرة. في المتوسط، مكالمة واحدة كل ثماني دقائق. لم تفعل ذلك بنية سيئة، أو لأنها قررت إزعاجي وعدم الاستسلام.

هي فقط لم تتذكر، في كل مرة، أنها حاولت الاتصال بي في المرة السابقة.

ذلك الصديق يعاني من الخرف – الجنون – في مرحلة متقدمة. أي أن قدرتها على العمل في الحياة اليومية كانت ضعيفة بسبب العجز في الذاكرة والمهارات المعرفية الأخرى. تسببت سكتتان دماغيتان في دماغها منذ عقد تقريبًا في فقدانها القدرة على تكوين ذكريات جديدة. تعيش في عالم من الحاضر والماضي، تتفاعل في كل دقيقة مع الأشياء التي يقال لها وتنساها في الدقيقة التالية. حتى لو تحدثت معها عبر الهاتف، فإنها لن تتذكر ذلك. حتى لو أخبرتها كم أحبها وأقدرها، فلن تتذكر. لقد فقدت نفسها، في أعماق عقلها، وفقدت في هذه العملية جميع أصدقائها ومعارفها وعشاقها. لكنها ليست وحدها.

يشاركني صديقي مصير ملايين الأشخاص الذين يعانون من الخرف وفقدان الذاكرة. هناك أنواع مختلفة من الخرف، ولكن الأكثر شيوعا هو ذلك الناجم عن مرض الزهايمر، والذي يصيب 26.6 مليون شخص في جميع أنحاء العالم (اعتبارا من عام 2006). ومن المتوقع أن يرتفع هذا العدد إلى 106.2 مليون مريض، أو مريض واحد لكل 1 شخصًا في عام 85، بسبب شيخوخة السكان. إذا كنت تخطط للبقاء على قيد الحياة لمدة خمسة وثلاثين عامًا، فهذه البيانات هي مصيرك: سيكون هذا هو المجتمع الذي ستتواجد فيه. بحيث أنه إذا لم يتم إيجاد حل للمرض، فإن كل أسرة تسكن في مبنى متعدد الطوابق ستجد نفسها على مقربة من مريض أو عشرة مرضى بالزهايمر.

والمعنى الواضح هو أنه من الضروري اتخاذ الإجراءات اللازمة وإيجاد علاج للجنون. وهنا تدخل وكالة DARPA، وكالة الأبحاث الأمنية المتقدمة في الولايات المتحدة، إلى الصورة لأول مرة. تم تصميم هذه الوكالة لتمويل الأبحاث ذات رؤية كبيرة وعالية، وفرص نجاح منخفضة نسبيًا (أو على الأقل تلقي تمويل من مصادر أخرى). قامت DARPA بتمويل الدراسات الأولى التي أدت إلى إنشاء الإنترنت، والتكنولوجيا وراء رسم خرائط الشوارع من Google، والذكاء الاصطناعي وراء SIRI من Apple، ونظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية (GPS)، والعديد من الأنظمة الأخرى. باختصار، تساعد دارفا على تغيير العالم خلف الكواليس، من خلال الأبحاث التي لا يتم اكتشاف قيمتها الكاملة إلا بعد عقود قليلة من الاستثمار الأصلي. قررت دارفا الآن استثمار جزء من مائة مليون دولار من "مبادرة الدماغ" التي أطلقها أوباما في محاولة لإنشاء "ذاكرة اصطناعية" يمكنها مساعدة الناس على إعادة صياغة ذكرياتهم.

لا يهتم DRAP فقط بالعدد الكبير من مرضى الزهايمر في العالم، بل أيضًا (وربما بشكل أساسي) بوجود 270,000 ألف جندي أمريكي عادوا من حربي العراق وأفغانستان يعانون من ضعف الذاكرة. حتى اليوم، لم يتم العثور على علاجات مناسبة تعتمد على الأدوية أو العلاج النفسي وحده لهذا النوع من الإصابات، لذلك قرر المسؤولون التنفيذيون في دارفا الاستثمار في طرف اصطناعي للدماغ البشري. أكرر: ليس في الفئران، ولا في الجرذان، ولا في القرود. الأطراف الصناعية للدماغ عند البشر.

الدراسات في الطريق

فازت مجموعتان بحثيتان بمناقصة تنفيذ المشروع، وهما تقتربان منه من اتجاهين مختلفين. ستركز المجموعة الأولى، بقيادة البروفيسور مايكل كاهانا من جامعة بنسلفانيا، في البداية على تحديد الإشارات البيولوجية في الدماغ التي تشير إلى تكوين ذكريات جديدة و"استرجاع" الذكريات القديمة من أعماق الدماغ إلى الوعي. وللقيام بذلك، يعتزم كاهانا فحص مرضى الصرع الذين تم بالفعل زرع أقطاب كهربائية في أدمغتهم، بحيث يمكن قراءة ما يحدث بين جدران جماجمهم على مستوى عالٍ. ومن خلال تتبع عمليات إنشاء وتخزين الذكريات في الدماغ، يأمل كاهانا في فهم مناطق الدماغ التي تحتوي على الذكريات ذات الصلة، وتحفيزها عند الضرورة. فهو يريد، في الواقع، أن يفهم جزءاً من اللغة التي تُشفر بها الذكريات - ويناديها بلغتها لينقذها من أعماق النسيان.

وبحسب التقرير الذي نشر في IEEE Spectrum، يأمل كاهانا أن يتمكن خلال أربع سنوات من إنشاء نظام يمكن زراعته في الدماغ البشري وتحسين الذاكرة من خلال مراقبة تكوين الذكريات ومساعدة الدماغ على استحضارها في الوقت المناسب. . وهو ينوي عرض النظام على مرضى الصرع أو مرض باركنسون، الذين تم بالفعل زرع أقطاب كهربائية في أدمغتهم. إذا نجح النظام، فسيتم اختباره أيضًا على الجنود الذين عادوا من ساحة المعركة مصابين بإصابات خطيرة في الدماغ، وفي النهاية أيضًا على مرضى الزهايمر.

واختارت المجموعة الثانية طريقا مماثلا لتحقيق الهدف، لكنها تعتزم تركيز معظم جهودها في منطقة القشرة المخية الأنفية الداخلية، التي تتوسط بين الحُصين (الذي يخلق ذكريات جديدة طويلة الأمد في الدماغ) والدماغ الأمامي لدى البشر. في كتابي "الدليل إلى المستقبل" كتبت بالفعل عن الحصين باعتباره "عنق الزجاجة" الذي يجب أن تمر من خلاله الكثير من المعلومات القادمة إلينا من الحواس ونشاط الدماغ. فقط المعلومات القليلة التي تتمكن من المرور عبر عنق الزجاجة، يمكنها أن تصبح ذاكرة طويلة الأمد، تستقر في أذهاننا لسنوات عديدة. وقد أظهر رئيس المجموعة الثانية، يتسحاق فرايد، في عام 2012 أنه قادر على تحسين إنشاء ذكريات طويلة الأمد لدى سبعة مرضى بالصرع عن طريق تنشيط الأقطاب الكهربائية في منطقة القشرة الشمية الداخلية. هل سيكون قادرًا على القيام بذلك أيضًا مع الجنود الذين عادوا من الخدمة بإصابات دماغية رضحية، أو مع مرضى الزهايمر؟ على ما يبدو، لا يوجد سبب لعدم القيام بذلك.

موقع الحصين - "عضو الذاكرة طويلة المدى" في الدماغ. المصدر: ويكيبيديا

موقع الحصين - "عضو الذاكرة طويلة المدى" في الدماغ. المصدر: ويكيبيديا

لا تستبدل الدماغ بالكمبيوتر (حتى الآن)

عندما كتبت "على ما يبدو، لا يوجد سبب لعدم القيام بذلك"، فعلت ذلك بنية كاملة وهي مساواة الجملة بنبرة الشك. العقل البشري هو الآلة الأكثر تعقيدًا المعروفة... حسنًا، العقل البشري. التجربة التي نجحت على سبعة مرضى بالصرع قد لا تكون ناجحة على مرضى أو ضحايا آخرين. ورؤية كاهانا لفهم اللغة والأماكن التي تُكتب فيها الذكريات في الدماغ تكاد تكون جنون العظمة بطبيعتها. يتطلب تنفيذ المهمة قوة حاسوبية هائلة، وكاهانا نفسه يدرك ذلك جيدًا.

"نحن بحاجة إلى إجراء التحليلات التي كانت تستغرق جهاز كمبيوتر شخصي لعدة ساعات، وتلخيصها في خوارزمية مكونة من عشرة آلاف من الثانية." يعترف في مقابلة مع IEEE Spectrum. هل ستتوفر مكونات حسابية متقدمة بما فيه الكفاية خلال أربع سنوات، عندما ينتهي المشروع؟ سيتعين علينا أن ننتظر ونرى.

دعونا نضع الأمور في نصابها الصحيح: أنا شخصيا أتمنى نجاح الباحثين، ولكنني أشعر بالرضا إذا رأينا الأطراف الاصطناعية الوظيفية تصل إلى عامة المرضى في العقد المقبل. ربما أكون متشائما للغاية، ولكن يتعين علينا أن ندرك أن الدماغ لغز لا يزال بعيدا عن فهمنا، ولن يتم تحقيق الاختراقات في هذا المجال بسهولة. وإذا لم يكن ذلك كافيا، فإن الطريقة الوحيدة للتأثير المباشر على الخلايا العصبية الفردية في هذا العضو الرمادي هي زرع أقطاب كهربائية في عمقه، في عمليات جراحية معقدة غالبا ما تؤدي إلى رد فعل شديد من الجهاز المناعي. هذا ليس إجراءً بسيطًا أو ممتعًا أو آمنًا، ويفضل الكثيرون التخلي عنه... ولكن فقط إذا تذكروا القيام بذلك.

التحفيز في أعماق الدماغ باستخدام الأقطاب الكهربائية المزروعة. المصدر: ويكيبيديا.

التحفيز في أعماق الدماغ باستخدام الأقطاب الكهربائية المزروعة. المصدر: ويكيبيديا.

סיכום

إنه لمن دواعي السرور أن نرى إيمان داربا وحكومة الولايات المتحدة بقدرتنا على تطوير طرف اصطناعي للدماغ في المستقبل. حقيقة أن الحكومة تستثمر في مجال المال، تشير إلى أن كبار السن هناك يعتقدون حقًا أننا سنكون قادرين على التفاعل مع الدماغ البشري وتحسين قدراته الطبيعية أو تلك التي تضررت. لكن حقيقة أن تمويل الأبحاث يمر عبر وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية (DARPA) يعني أيضًا أن هؤلاء المسؤولين الكبار لا يتوقعون أن يأتي هذا النجاح، إن وجد، في السنوات المقبلة. تستثمر دارفا في أبحاث طويلة المدى، والتي يمكن رؤية عواقبها على المجتمع بعد عشرين أو ثلاثين عامًا - وبعد ذلك عادة ما ترتفع بشكل كبير إلى ما هو أبعد من أي شيء كان متوقعًا في الماضي.

وأعتقد أن هذا سيكون أيضًا مستقبل الأطراف الاصطناعية الدماغية. ما زال الطريق طويلا قبل أن يحصل كل مريض توهم على طرف اصطناعي ينظم عملية تفكيره، لكن كل رحلة طويلة تتكون من عدد كبير من الخطوات الصغيرة، التي تتمحور حول مسار مرسوم مسبقا للمريض. مسافر. لقد حددت دارفا وحكومة الولايات المتحدة الآن المسار الذي ستسير عليه في العقود القادمة، نحو المستقبل المجهول للدماغ والذاكرة والوعي.