بوابة الدماغ

BrainGate هو نظام زرع دماغي ، قيد التطوير حاليًا وفي التجارب السريرية، مصمم لمساعدة أولئك الذين فقدوا السيطرة على أطرافهم أو وظائف جسدية أخرى، مثل المرضى المصابين بالتصلب الجانبي الضموري (ALS) أو إصابة الحبل الشوكي . أصبحت تقنية Braingate والأصول المرتبطة بـ Cyberkinetic مملوكة الآن لشركة Braingate, Co. الخاصة. ^[1] يراقب المستشعر، المزروع في الدماغ ، نشاط الدماغ لدى المريض ويحول نية المستخدم إلى أوامر كمبيوتر.

في شكله الحالي، يتكون BrainGate من مستشعر مزروع في الدماغ وجهاز فك تشفير خارجي، والذي يتصل بنوع من الأطراف الاصطناعية أو أي جسم خارجي آخر. يكون المستشعر على شكل مجموعة من الأقطاب الكهربائية الدقيقة ، المعروفة سابقًا باسم Utah Array، والتي تتكون من 100 قطب كهربائي رفيع للغاية يستشعر التوقيع الكهرومغناطيسي للخلايا العصبية التي تطلق إشارات في مناطق معينة من الدماغ، على سبيل المثال، المنطقة التي تتحكم في حركة الذراع. يترجم المستشعر هذا النشاط إلى إشارات مشحونة كهربائيًا، والتي يتم إرسالها بعد ذلك إلى جهاز خارجي وفك تشفيرها في برنامج. يتصل جهاز فك التشفير بإشارات الدماغ ويمكنه استخدامها للتحكم في جهاز خارجي، مثل الذراع الآلية أو مؤشر الكمبيوتر أو حتى الكرسي المتحرك. في الأساس، يسمح BrainGate للشخص بالتلاعب بالأشياء في العالم باستخدام العقل فقط.

بالإضافة إلى التحليل في الوقت الفعلي لأنماط الخلايا العصبية لنقل الحركة، فإن مجموعة BrainGate قادرة أيضًا على تسجيل البيانات الكهربائية لتحليلها لاحقًا. ومن الممكن أن يكون الاستخدام المحتمل لهذه الميزة هو أن يدرس طبيب الأعصاب أنماط النوبات لدى مريض مصاب بالصرع .

تم تطوير BrainGate في الأصل بواسطة باحثين في قسم علوم الأعصاب بجامعة براون بالتعاون مع شركة التكنولوجيا الحيوية Cyberkinetics, Inc. ثم قامت Cyberkinetics لاحقًا بتوزيع تصنيع الجهاز على شركة Blackrock Microsystems، التي تصنع الآن أجهزة الاستشعار وأجهزة اكتساب البيانات. ^[2] اشترت شركة BrainGate الملكية الفكرية والتكنولوجيا ذات الصلة من Cyberkinetics وتستمر في امتلاك الملكية الفكرية المتعلقة بـ BrainGate. ^{[1] [2]}

أجريت أولى التجارب المبلغ عنها والتي تضمنت زرع مجموعة من الأقطاب الكهربائية الدقيقة في أحد البشر في عام 2002 بواسطة كيفن واريك ومارك جاسون وبيتر كيبيرد . ^[3] وتضمنت العملية، التي أجريت في مستشفى رادكليف ، زرع المجموعة في الأعصاب الطرفية للمريض من أجل تحقيق كل من الوظائف الحركية والحسية بنجاح، أي الإشارات ثنائية الاتجاه. ^[4]

أُجريت التجربة السريرية الكاملة اللاحقة لـ BrainGate بقيادة باحثين في مستشفى ماساتشوستس العام وجامعة براون ووزارة شؤون المحاربين القدامى بالولايات المتحدة واستمرت من عام 2004 إلى عام 2006، وشملت دراسة أربعة مرضى مصابين بالشلل الرباعي . أظهرت النتائج، التي نُشرت في مقال نُشر عام 2006 في مجلة Nature ، أن الإنسان المصاب بالشلل الرباعي كان قادرًا على التحكم في مؤشر على شاشة الكمبيوتر بمجرد التفكير، مما مكنه من فتح رسائل البريد الإلكتروني وتشغيل أجهزة مثل التلفزيون. ^[5] كان أحد المشاركين، مات ناجل ، يعاني من إصابة في النخاع الشوكي، بينما كان آخر مصابًا بمرض التصلب الجانبي الضموري المتقدم . ^[6]

في يوليو 2009، بدأ باحثون في مستشفى ماساتشوستس العام وجامعة براون ومستشفى بروفيدنس للمحاربين القدامى تجربة سريرية ثانية، أطلق عليها اسم "BrainGate2". ^{[7] [8]} في نوفمبر 2011، انضم باحثون من مختبر الأطراف الاصطناعية العصبية بجامعة ستانفورد إلى التجربة كموقع ثانٍ. ^[9] هذه التجربة مستمرة.

في مايو 2012، نشر باحثو BrainGate دراسة في مجلة Nature توضح أن شخصين أصيبا بالشلل بسبب سكتة دماغية في جذع الدماغ قبل عدة سنوات كانا قادرين على التحكم في الأذرع الآلية للوصول والإمساك. ^[10] تمكنت إحدى المشاركات، كاثي هاتشينسون، من استخدام الذراع لشرب القهوة من زجاجة، ^[11] وهي المرة الأولى التي تمكنت فيها من الشرب دون مساعدة منذ 15 عامًا. ^{[12] [13] [14]} حدث هذا في الموقع في دار بوسطن في دورشيستر، ماساتشوستس ، وهو سكن متخصص حيث تقيم السيدة هاتشينسون. ^[15] شملت الدراسة باحثين في جامعة براون، ووزارة شؤون المحاربين القدامى، ومستشفى ماساتشوستس العام، وكلية الطب بجامعة هارفارد، والمركز الألماني للفضاء الجوي. ^[14]

بدأت التجارب السريرية في عام 2009 تحت اسم "نظام واجهة BrainGate2 العصبية". ^{[16] [17]} اعتبارًا من أكتوبر 2014 ^[تحديث]، كانت جامعة ستانفورد ومستشفى ماساتشوستس العام وجامعة كيس ويسترن ريزيرف (أوهايو) ومركز بروفيدنس الطبي للمحاربين القدامى يجندون بنشاط المشاركين في التجربة السريرية الجارية BrainGate2. ^[17]

في أبريل 2021، أصبحت BrainGate أول تقنية لنقل الأوامر اللاسلكية من دماغ الإنسان إلى الكمبيوتر. استخدمت الدراسة السريرية مشاركين يعانيان من إصابات في الحبل الشوكي. استخدمت الدراسة جهاز إرسال متصل بقشرة المحرك في دماغ الشخص لنقل الإشارات. تم الإبلاغ عن أن دقة وسرعة الكتابة والحركة متطابقة مع دقة وسرعة الحلول السلكية. ^[18]

• واجهة الدماغ والحاسوب – تصف التجارب البشرية باستخدام BrainGate
• كيرنل (شركة تكنولوجيا الأعصاب)
• نيورالينك
• الروبوتات العصبية

• شركة برين جيت
• أبحاث BrainGate
• مختبر جامعة ستانفورد للترجمة العصبية الاصطناعية
• امرأة مشلولة تحرك ذراعًا آلية باستخدام الفكر وحده، سي نت، مايو 2012
• نظرة عامة على Braingate
• مقالة جيزماج
• مقالة في مجلة Wired
• مقالة إخبارية من VWN