نگاهی به آینده فناوری رابط مغز و رایانه

در مورد یکی از انقلابی ترین فناوری های آینده چه می دانید؟

در مورد یکی از انقلابی ترین فناوری های آینده چه می دانید؟

به گزارش آتی جو، فرقی نمی کند وارد شدن به ماتریکس باشد یا تبدیل شدن به یک شخصیت آواتاری، اتصال مغزها به کامپیوتر یک مبحث علمی-تخیلی است که هیچگاه فکر نمی کردیم به حقیقت تبدیل گردد. اما به صورت فزاینده ای، رابط های مغز و کامپیوتر به حوزه ای جدی برای مطالعه در لابراتوار های تحقیقاتی تبدیل گشته اند و تحقیقات به سرعت بسمت آزمایش های انسانی واقعی حرکت می کند.


به گزارش آتی جو به نقل از ایسنا، شاید شناخته شده ترین رابط مغز و کامپیوتر توسط شرکت نورالینک ایلان ماسک ساخته شده باشد. در حالیکه این فناوری به افراد دارای معلولیت درجات بیشتری از آزادی و کنترل را می دهد و کاربردهای بالقوه ای در بازی و مراقبت های بهداشتی دارد اما چالش های فنی، اخلاقی و نظارتی قابل توجهی هنوز وجود دارد.

رابط مغز و کامپیوتر چیست؟

به نقل از دیجیتال ترندز، بیایید از ابتدا شروع نماییم. در یک جمله، رابط مغز و کامپیوتر دستگاه هایی هستند که شکاف بین سیگنال های الکتریکی آنالوگ مغز و دستگاههای دیجیتال خارجی را پر می کنند.
برپایه مطالعه ای که در سال ۲۰۲۳ در مجله برین اینفورم(Brain Inform) انتشار یافت، یک رابط مغز و کامپیوتر با دور زدن مسیرهای ارتباطی مرسوم برای کارهای مختلف مانند دیدن، حرکت و گفتار، فعالیت الکتریکی مغز و دنیای بیرونی را برای تقویت توانایی های انسان در تعامل با محیط فیزیکی به هم متصل می کند. رابط مغز و کامپیوتر یک کانال ارتباطی غیر عضلانی فراهم می آورد و دریافت، دستکاری، تحلیل و بررسی و ترجمه سیگنال های مغزی را برای کنترل دستگاه ها یا اپلیکیشن های کاربردی آسان می کند.


توسعه اولیه رابط مغز و کامپیوتر در واقع در دهه ۱۹۲۰ با ظهور نوارمغزی(EEG) شروع شد که آزمایشی است که از الکترودها برای تقویت و سپس اندازه گیری فعالیت الکتریکی در مغز استفاده می نماید. با این وجود، رابط های مغز و کامپیوتر مدرن در دهه ۱۹۷۰ از راه مطالعه دکتر ژاک ویدال (Jacques Vidal) از دانشگاه کالیفرنیا لس انجلس، با بودجه بنیاد ملی علوم و دارپا، تکامل یافتند.

او نخستین محققی بود که اصطلاح «رابط مغز و رایانه» را ابداع کرد.

در طول نیم قرن اخیر، رابط های مغز و کامپیوتر در کاربردهای مختلف، از ترسیم عملکرد درونی مغز گرفته تا تقویت شناخت و مهارت های حرکتی انسان، کاربرد بالینی پیدا کرده اند. رابط ها حتی برای بازگرداندن تحرک فیزیکی به بیمارانی که از صدمه و بیماری رنج می برند، مانند مبتلایان به سکته مغزی، استفاده می شود.
پتانسیل های این فناوری فوق العاده هیجان انگیز است، اما همانطور که احیانا می توانید تصور کنید، چالش های به ظاهر غیرقابل حلی هم وجود دارد که محققان این فناوری باید با آنها روبرو شوند.

رابط های مغز و کامپیوتر غیر تهاجمی

امکان دارد تصور کنید که تمام رابط های مدرن مغز و کامپیوتر با جراحی در مغز نصب می شوند، اما این فناوری در واقع، بسته به این که دستگاه چقدر باید به ماده خاکستری کاربر نزدیک باشد، به اشکال مختلفی عرضه می شود. انواع کاملا غیر تهاجمی وجود دارد که همه ما با آنها آشنا هستیم، مانند نوار مغزی(EEG) و ام آرآی(MRI) که به آسانی فعالیت مغز را نظارت و ضبط می کنند. سپس، مواردی وجود دارد که بعنوان نوار مغزی اندوواسکولار «کم تهاجمی» دستبه بندی می شوند. در این شیوه از یک کاتتر برای رساندن الکترودها به مغز بدون احتیاج به جراحی باز مغز استفاده می شود. کاتتر(Catheter)، یک لوله نازک، معمولاً بلند و انعطاف پذیر و ساخته شده از مواد مناسب برای کارهای پزشکی است.
رابط های مغز و کامپیوتر غیر تهاجمی تکانه های الکتریکی مغز را از راه جمجمه و پوست سر بیمار دریافت کرده و مستقیما به دستگاه خارجی منتقل می کنند. در حالیکه این به نظر جذاب می رسد چونکه احتیاجی به جراحی مغز وجود ندارد اما این فناوری مملو از چالش ها است.
برای نمونه، یکی از بزرگترین مشکلات رابط های خارجی، نسبت ضعیف سیگنال به نویز آنهاست. این بدان مفهوم است که تکانه های الکتریکی دریافت شده اغلب توسط جمجمه و پوست سر مختل می شوند و رمزگشایی دقیق سیگنال های مغز دشوار می شود. رمزگشایی این سیگنال ها به علت وجود الگوهای عصبی پیچیده ی مغز که برای تفسیر قابل اعتماد به الگوریتم های پیچیده و منابع محاسباتی قابل توجهی نیاز دارند، پیچیده تر می شود.


دکتر جین هاگینز (Jane Huggins)، مدیر لابراتوار رابط مستقیم مغزی دانشگاه میشیگان می گوید: بیایید لیستی از چیزهایی تهیه نماییم که بر فعالیت مغز شما تأثیر می گذارند. خب، باید گفت اگر لیستی از چیزهایی که تاثیری ندارند هم تهیه نماییم، لیست کوتاه تری خواهیم داشت. همه چیز، از آن چه که بیمار هم اکنون می بیند تا میزان نور اتاق گرفته تا چیزی که برای ناهار خورده تا وضعیت عاطفی، می توانند بر دامنه سیگنال ها و پیچیدگی آن چه درحال وقوع است تأثیر بگذارند. انتخاب قطعاتی که نیاز دارید دشوار می باشد.
در همین حال، از نظر راحتی و قابلیت استفاده، استفاده از رابط های غیر تهاجمی به علت حجیم بودن الکترودها و هدست ها، برای مدت طولانی ناراحت کننده است. بنابراین است که ایده ایمپلنت های مغزی تهاجمی تبدیل به آینده ای شده است که این فناوری به سمت آن می رود.

دسترسی مستقیم به مغز

رابط های مغز و کامپیوتر قابل کاشت، تکانه ها را مستقیما از ماده مغزی که تراشه روی آن قرار دارد دریافت می کنند و آنها را به دستورات تبدیل می کنند. سپس به شکل بی سیم، سیگنال های فرمان به یک دستگاه خارجی رله می شود که آنها را اجرا نماید.
دکتر هاگینز به این مورد اشاره می کند که باآنکه بعضی از افراد همیشه از ایده کاشت دستگاه در مغز احساس ناراحتی می کنند، اما در دراز مدت، این راحت ترین گزینه است.
او اظهار داشت: مردم به رابط های های کاشته شده بعنوان گزینه «تهاجمی» اشاره می کنند. مطمئنا اگر شما یک رابط را کاشت کنید، به جراحی هم خواهید داشت و این می تواند یک جراحی بسیار قابل توجه باشد. از طرفی، هاگینز آنرا به جراحی مفصل ران مصنوعی خود تشبیه می کند که چند سال پیش انجام داده است. او می گوید: احتیاج به جراحی تهاجمی وجود دارد؟ بله. اما در زندگی روزمره، رابط ها را میتوان به صورت کامل فراموش کرد و احساس نکرد.
رابط های مغز و کامپیوتر کاشته شده احتیاجی به تنظیمات ۱۰ تا ۲۰ دقیقه ای برای کار روزانه ندارند. آنها همینطور مانند رابط های مغز و کامپیوتر خارجی احتیاجی به شارژ و تمیز کردن ندارند. هاگینز تصریح کرد که رابط های آینده چه کاشته شده چه خارجی می توانند مزایایی را عرضه کنند که مشابه نحوه عملکرد کاشت حلزون امروزی است.


اگر بتوانید الکترودهای نوار مغزی را در زیر پوست سر قرار دهید، لازم نیست هر روز آنها را بپوشید و بردارید و آنها نامرئی خواهند بود.
علاوه بر این، اصول اولیه این فناوری بیشتر از آن چه تصور می کنید وجود داشته است. چندین دهه از نصب نخستین پروتزهای عصبی در انسان می گذرد و این زمینه با سرعتی سریع درحال گسترش است.
این ما را به جایی که امروز هستیم هدایت می کند. نخستین بیماران، این تراشه های کاشته شده را تا کنون دریافت کرده اند. بعد از یک مطالعه شش ساله و دریافت تاییدیه اداره غذا و داروی آمریکا در سال ۲۰۲۳، نورالینک کارآزمایی بالینی خویش را برای نخستین تراشه قابل کاشت خود شروع کرد و عمل جراحی را در ماه ژانویه سال ۲۰۲۴ بر روی نخستین بیمار خود به پایان رساند. تنها در عرض چند ماه، نورالینک بروزرسانی ای را منتشر نموده بود که نشان می داد بیمار درحال کنترل لپ تاپ برای بازی آنلاین فقط با مغزش است.
هم اکنون، آزمایش رابط مغز و کامپیوتر یک بیمار دوم را پیدا کرده است، در حالیکه نفر اول از بازی شطرنج به بازی Civilization VI پیشرفت کرده است.
نورالینک به علت پر طرفدار و خبرساز بودن بنیانگذارش، تمام توجهات را به خود جلب کرده است، اما این شرکت در توسعه فناوری رابط مغز و کامپیوتر تنها نیست.
شرکت سینکرون(Synchron) بروکلین نیویورک، که درحال توسعه دستگاهی است که می تواند به صورت ایمن در رگ های خونی مغز کاشته شود، آزمایش بالینی شش بیمار خویش را سال قبل شروع کرد. شرکت برین گیت (BrainGate)، یک کادر تحقیقاتی متشکل از دانشگاه های سراسر ایالات متحده، نخستین رابط مغز و کامپیوتر بی سیم و پهن باند در جهان را در سال ۲۰۲۱ کاشت. از طرفی، شرکت بلکراک نوروتک (Blackrock Neurotech) در سالت لیک سیتی، یوتا مستقر است و درحال انجام آزمایش های انسانی برای بیشتر از دو دهه است. تابحال هیچ گزارشی از جانب سازمان غذا و دارو تحت عنوان «مضرات جدی حوادث» برای آن منتشر نشده است.


این دستگاه ها، کاربران را قادر می سازند تا به صورت مؤثر اعضای صدمه دیده را دور بزنند تا دستگاههای خارجی را مستقیما با افکار خود کنترل کنند و بدون وابستگی به افراد سالم، فعالیتهای خویش را انجام دهند و کیفیت زندگی خویش را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند. این فناوری پیش از این برخی از زمینه های تحقیقاتی همچون سرگرمی و بازی، اتوماسیون صنعتی، آموزش و بازاریابی عصبی را متحول کرده است.

چالش های ادامه دار

در حالیکه به نظر می آید رابط های کاشته شده، آینده ی این حوزه را تشکیل دهند، اما مطمئنا با چالش های خاص خود همراه هستند. بعنوان مثال، حتی رابط های کاشته شده، که کیفیت بالاتری از سیگنال را عرضه می دهند و پایداری طولانی مدتی دارند، با مشکلاتی همراه هستند. این دستگاه ها می توانند در طول زمان به علت واکنش های بافت زیستی یا خرابی های مکانیکی تخریب شوند و قابلیت استفاده و طول عمر آنها برای کاربردهای مداوم محدود شود.
رابط های مغز و کامپیوتر کاشته شده همینطور بر موانع آموزش و کالیبراسیون مورد نیاز غلبه نمی کنند، که چالش مهمی برای فناوری رابط ها بوجود می آورد. همانطور که دکتر هاگینز توضیح می دهد، کاربران اغلب برای به دست آوردن کنترل موثر بر روی این دستگاه ها احتیاج به تمرین گسترده دارند، که این فرایند را هم وقت گیر و هم گاهی خسته کننده می کند.


نورالینک یک برنامه درحال توسعه جهت کمک به این فرایند دارد و به بیماران کمک می نماید تا ذهن خویش را برای کنترل بهتر دستگاههای دیجیتالی که پیشتر روی میمون ها آزمایش شده است، آموزش دهند.
فراتر از راحتی و هزینه، نتایج اخلاقی و حریم خصوصی این فناوری، چالش های مهمی را برای توسعه بیشتر رابط های مغز و کامپیوتر بوجود می آورد. داده های ساخته شده توسط رابط ها همچون احساسات، نیات و افکار ما، ذاتا شخصی هستند و خطر جمع آوری ناخواسته و سو استفاده از این داده ها امکان دارد افزایش یابد.
پذیرش رابط های مغز و کامپیوتر همینطور مشکلاتی را در زمینه استقلال، رضایت و دسترسی ایجاد می کنند. چه چیزی مانع از آن خواهد شد که افراد مجبور به استفاده از رابط های مغز و کامپیوتر بر خلاف میل شان شوند یا بدون درک کامل عواقب رابط ها از آنها استفاده کنند؟
هاگینز می گوید: هیچ چیز ترسناک تر از این نیست که فکر نماییم امکان دارد یک نفر دیگر به جای ما تصمیم بگیرد که یک رابط مغز و کامپیوتر کاشته شده می خواهیم یا خیر و آنرا به ما تحمیل کند.
همین مساله در مورد استفاده از سیستم های هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی جهت کمک به بیماران دارای رابط مغز و کامپیوتر هم صادق است. ما می توانیم خیلی از عملکردهای هوش مصنوعی و رابط ها را با هم ترکیب نماییم، اما این مورد به شکل گرفتن سؤالاتی مشابه منجر می شود: چه کسی تصمیم می گیرد؟ چه چیزی مقرر است گفته شود؟
و به این سؤالات اخلاقی برمی گردیم. اگر فردی توانایی هایش رو به وخامت باشد برای نمونه مشابه بیماران دچار ALS، آیا تعادلی وجود دارد؟ آیا این تعادل در طول زمان تغییر خواهد کرد؟ یا من فقط می خواهم تسلیم شوم و به هوش مصنوعی اجازه دهم جملات من را به شکل خودکار تکمیل کند؟


این ها نگرانی های جدی برای آینده هستند، حتی اگر هنوز تا نیاز واقعی به رویارویی با آنها فاصله بسیاری داشته باشیم.
هاگینز به این نکته اشاره می کند که یکی از بزرگترین چالش های آینده رابط های مغز و کامپیوتر ترس و باورهای غلط است.
او اذعان کرد: این خیلی مردم را می ترساند. یک مرتبه از من پرسیده شد که آیا دولت می تواند افکار ما را با استفاده از ماهواره ها بخواند؟ و من می گفتم، خب، می دانی، من در دریافت پاسخ درست زمانیکه کسی در آزمایشگاهم نشسته است و فعالانه تلاش می کند به یک کلید روی صفحه کلید توجه کند، مشکل دارم. نگران نباشید که مردم افکار شما را با ماهواره ها بخوانند.
نگاهی به آینده روشن تر رابط های مغز و رایانه
مطمئنا، محققان رابط های مغز و کامپیوتر در عرضه این فناوری انقلابی به عموم مردم با چالش های قابل توجهی روبرو هستند. هاگینز خاطرنشان می کند که همکارانش که بر روی مطالعات تحقیقاتی رابط های کاشته شده کار می کنند، فرایند بسیار دقیقی را طی می کنند تا مطمئن شوند که شرکت کنندگان در آن مطالعات، متوجه می شوند که این طرح چیست و همینطور درک واقعی از مزایا و خطرات آن دارند.
همین رفتارها به ندرت به عموم مردمی که با وعده های خارق العاده ارتباط تله پاتی، حافظه و یادآوری کامل، و حتی ادغام ذهن های انسان ها و رباتیک بمباران می شوند، تعمیم داده می شود.
هاگینز پذیرفته است که برای دیدن پیشرفت رابط های مغز و کامپیوتر در طول زندگی، کاهش انتظارات واقعا ضروری می باشد.


او می گوید: فکر می کنم مواردی از پیشرفت در دسترس خواهد بود، فقط فکر نمی کنم این موارد با همه ی تبلیغاتی که صورت می گیرد سازگار باشد. افراد باید انتظارات واقع بینانه داشته باشند و درک کند که این یک تکنولوژی جدید است. ما هنوز درحال یادگیری هستیم که چگونه کار می کند، چرا کار می کند، چه زمانی کار می کند، چه زمانی کار نمی کند، به چه نوع حمایتی نیاز دارد، و چند مکان می توانند آنرا عرضه کنند.
ازاین رو ما احیانا در آینده ای قابل پیشبینی یادگیری کنگ فو در یک لحظه را تجربه نخواهیم کرد. اما این بدان معنا نیست که نسل بعدی چنین نخواهد بود. امکان دارد راه درازی در پیش داشته باشیم، اما پایه و اساس آن تجربیات آینده، امروز ایجاد می شود و این دلیلی برای هیجان انگیز بودن رابط های مغز و کامپیوتر است.


1403/08/27
09:27:34
5.0 / 5
179
تگهای خبر: آمریكا , آموزش , آنلاین , آینده
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۹ بعلاوه ۱
آتی جو