رابط های مغز و کامپیوتر (BCI) دستگاه هایی هستند که یک مسیر ارتباطی مستقیم بین فعالیت الکتریکی مغز و یک خروجی خارجی ایجاد می کنند. حسگرهای آن‌ها سیگنال‌های الکتروفیزیولوژیکی(EEG) منتقل شده بین نورون‌های مغز را ضبط می‌کنند و آن اطلاعات را به یک منبع خارجی مانند رایانه یا یک اندام روباتیک منتقل می‌کنند، که اساساً به فرد اجازه می‌دهد افکار خود را به عمل تبدیل کند.

این تراشه‌های مغزی در یک دستگاه پوشیدنی روی پوست سر می‌روند، تحت عمل جراحی زیر پوست سر قرار می‌گیرند یا حتی در بافت مغز کاشته می‌شوند. ایده این است که هرچه تراشه به شبکه عصبی مغز نزدیک‌تر باشد، سیگنال واضح‌تر یا «با کیفیت بالا» قابل تفسیر است.

شاید محبوب‌ترین نمونه رابط مغز و رایانه، Neuralink باشد، تراشه‌ای که در سال 2024 در مغز یک بیمار چهار پلژی کاشته شد و به او اجازه می‌دهد کامپیوتر را کنترل کند.

چهار پلژی(quadriplegic): کوادری پلژی که به نام تتراپلژی نیز شناخته می شود، وضعیتی است که باعث فلج جزئی یا کامل هر چهار اندام و تنه می شود.

رابط مغز و کامپیوتر چیست؟

رابط‌های مغز و رایانه دستگاه‌هایی هستند که فعالیت مغز را پردازش می‌کنند و سیگنال‌هایی را به نرم‌افزار خارجی ارسال می‌کنند و به کاربر اجازه می‌دهند دستگاه‌ها را با افکار خود کنترل کنند.

با این فناوری ، دانشمندان روزی را تصور می کنند که بیماران مبتلا به فلج، آتروفی عضلانی و سایر شرایط بتوانند عملکردهای حرکتی خود را دوباره به دست آورند. خدمات توانبخشی همچنین می تواند BCI را برای تسریع بهبودی از آسیب ها اتخاذ کند.

رامسس آلکاید، مدیر عامل استارت‌آپ neurotech Neurable، که رابط‌های غیرتهاجمی مغز و کامپیوتر را به شکل هدفون توسعه می‌دهد، می‌داند که دستگاه‌های تقویت‌شده BCI به یک کالای روزمره برای افراد عادی تبدیل می‌شوند.

“اگر بتوانیم رابط های مغز و کامپیوتر را به اندازه کافی در دسترس و بدون درز قرار دهیم، می توان آنها را در زندگی روزمره ما ادغام کرد، همانطور که امروزه از تلفن های هوشمند یا لپ تاپ ها استفاده می کنیم.” اما برای اینکه واقعاً به ابزاری فراگیر تبدیل شوند، باید به اندازه کافی راحت، شهودی و قابل اعتماد باشند که مردم بتوانند بدون اینکه آگاهانه در مورد آنها فکر کنند از آنها استفاده کنند – شبیه به نحوه استفاده از ماوس یا صفحه کلید برای تعامل با رایانه.

رابط‌های مغز و رایانه بر اساس الکتروفیزیولوژی شبکه عصبی مغز مدل‌سازی می‌شوند. وقتی تصمیم می گیریم – یا حتی به تصمیم گیری فکر می کنیم – سیگنال های شیمیایی الکتریکی جرقه می زنند. این پدیده در سیستم عصبی ما قرار دارد. به طور خاص، در شکاف‌های بین نورون‌ها، که به عنوان سیناپس شناخته می‌شوند، در حالی که آنها به عقب و جلو ارتباط برقرار می‌کنند. برای ثبت این فعالیت مغز، BCI ها الکترودهایی را در نزدیکی این مکالمات قرار می دهند. این حسگرها ولتاژها را تشخیص می‌دهند و فرکانس و شدت هر «ایمپالس» را هنگام شلیک یا شلیک احتمالی اندازه‌گیری می‌کنند.

اما در این مورد، ما به جای صدا به فعالیت الکتریکی گوش می دهیم. “ما در حال انتخاب پچ پچ الکتریکی نورون های مغز هستیم که با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.” سپس این اطلاعات از طریق نرم افزار رایانه محلی تغذیه می شود، جایی که در فرآیندی به نام رمزگشایی عصبی ترجمه می شود. اینجاست که انواع الگوریتم های یادگیری ماشین و سایر عوامل هوش مصنوعی کنترل می شوند و مجموعه داده های پیچیده جمع آوری شده از فعالیت مغز را به درک قابل برنامه ریزی از هدف مغز تبدیل می کنند.

تراشه مغزی Neuralink:

نورالینک، به سرپرستی ایلان ماسک، یک ایمپلنت جراحی به اندازه یک سکه ساخته است. به منظور نظارت بر فعالیت مغز تا حد امکان، دستگاه Neuralink، Link، از سیم‌های الکترودهایی در مقیاس میکرونی استفاده می‌کند که به سمت مغز می‌روند. تمرکز اصلی آن درمان فلج است. این شرکت ایمپلنت خود را در یک بیمار قرار داده و قصد دارد بیمار دوم را نیز بپذیرد.

تراشه آلیاژ اندوواسکولار Synchron:

سینکرون نقشه‌برداری از مغز از طریق عروق خونی است. استنترود که از طریق ورید ژوگولار وارد می شود، یک پروتز عصبی است که در سینوس ساژیتال فوقانی نزدیک قشر حرکتی قرار می گیرد. تراشه آلیاژی انعطاف پذیر هشت میلی متری سیگنال های عصبی را به یک واحد گیرنده کاشته شده در قفسه سینه بیمار منتقل می کند، که سپس افکار را به کلیک و زدن کلید روی رایانه یا دستگاه تلفن همراه در زمان واقعی تبدیل می کند. Synchron برای شروع آزمایش‌های بالینی آماده است و با OpenAI همکاری می‌کند تا به بیماران فلج کمک کند تا به پیام‌های متنی و چت پاسخ دهند.