باز کردن قفل مغز انسان برای بازیابی عملکرد و گشودن مرزهای دانش

به گزارش پایگاه خبری دانا، گروه دانش و فناوری:

نوروتکنولوژی، شاخه‌ای نوظهور از علم که در تقاطع علوم اعصاب، مهندسی و علوم کامپیوتر قرار دارد، در حال گشودن افق‌های جدیدی در درک و تعامل با پیچیده‌ترین عضو بدن انسان، یعنی مغز، است. در قلب این پیشرفت‌ها، توسعه رابط‌های مغز و کامپیوتر (Brain-Computer Interfaces - BCI) قرار دارد؛ فناوری‌هایی که امکان برقراری ارتباط مستقیم بین مغز و دستگاه‌های خارجی را فراهم می‌کنند، بدون نیاز به مسیرهای عصبی یا عضلانی سنتی.

BCI ها به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: تهاجمی (Invasive) و غیرتهاجمی (Non-invasive). BCI های تهاجمی شامل کاشت الکترودها یا آرایه‌های الکترود مستقیماً بر روی سطح مغز (الکتروکورتیکوگرافی - ECoG) یا در درون بافت مغز (الکترودهای درون‌مغزی - Intracortical electrodes) هستند. این روش‌ها، اگرچه نیازمند جراحی هستند، اما بالاترین وضوح و دقت را در ثبت سیگنال‌های عصبی ارائه می‌دهند. از سوی دیگر، BCI های غیرتهاجمی، مانند الکتروانسفالوگرافی (EEG) که سیگنال‌های الکتریکی مغز را از طریق الکترودهایی که روی پوست سر قرار می‌گیرند، ثبت می‌کند، هیچ‌گونه مداخله جراحی ندارند اما وضوح سیگنال کمتری نسبت به روش‌های تهاجمی دارند.

کاربرد اصلی و اولیه BCI ها، بازیابی عملکرد برای افراد مبتلا به اختلالات عصبی شدید، مانند فلج کامل (مانند آسیب نخاعی، ALS، یا سکته مغزی) بوده است. تصور کنید فردی که قادر به حرکت دادن هیچ عضوی از بدنش نیست، بتواند با استفاده از فکر خود، یک بازوی رباتیک را برای غذا خوردن یا نوشیدن کنترل کند، یا نشانگر ماوس را بر روی صفحه کامپیوتر جابجا کرده و با دیگران ارتباط برقرار کند. BCI های تهاجمی، مانند آنچه توسط تیم‌های تحقیقاتی برجسته مانند BrainGate توسعه یافته است، این امکان را برای افراد با فلج شدید فراهم کرده‌اند تا با تمرکز بر روی حرکات مورد نظر، بتوانند ارتباط برقرار کنند، پیام تایپ کنند، یا حتی یک اندام مصنوعی را کنترل کنند.

علاوه بر بازیابی عملکرد حرکتی و ارتباطی، نوروتکنولوژی و BCI ها در حوزه‌های دیگری نیز کاربرد دارند. در درمان اختلالات عصبی و روانپزشکی، ابزارهایی مانند تحریک مغناطیسی فراجمجمه‌ای (Transcranial Magnetic Stimulation - TMS) و تحریک عمیق مغز (Deep Brain Stimulation - DBS) برای درمان افسردگی مقاوم به درمان، بیماری پارکینسون، صرع و وسواس فکری-عملی (OCD) استفاده می‌شوند. این روش‌ها با ارسال پالس‌های الکتریکی یا مغناطیسی به نواحی خاصی از مغز، فعالیت عصبی را تعدیل کرده و علائم بیماری را کاهش می‌دهند.

درک بهتر عملکرد مغز نیز از طریق نوروتکنولوژی متحول شده است. ابزارهایی مانند تصویربرداری تشدید مغناطناطیسی کارکردی (fMRI) و الکتروانسفالوگرافی (EEG) به دانشمندان اجازه می‌دهند تا فعالیت نواحی مختلف مغز را در حین انجام وظایف شناختی مختلف، مانند یادگیری، حافظه، تصمیم‌گیری یا پردازش احساسات، مشاهده کنند. این داده‌ها به ساخت نقشه‌های دقیق‌تری از مغز و درک ارتباط بین ساختار مغز و عملکرد آن کمک می‌کنند.

آینده نوروتکنولوژی و BCI ها بسیار روشن و در عین حال پر از چالش است. پیشرفت در زمینه میکروالکترونیک، مواد زیست‌سازگار و الگوریتم‌های پردازش سیگنال، منجر به توسعه BCI های با کارایی بالاتر، ماندگاری بیشتر و تهاجم کمتر خواهد شد. تصور کنید بتوانیم با استفاده از BCI ها، حافظه را تقویت کنیم، یادگیری را تسریع بخشیم، یا حتی احساسات و تجربیات را به اشتراک بگذاریم.

با این حال، چالش‌های اخلاقی و اجتماعی نیز در این حوزه مطرح است. مسائلی مانند حریم خصوصی داده‌های مغزی، امنیت BCI ها در برابر هک شدن، و پتانسیل سوءاستفاده از این فناوری‌ها برای دستکاری یا کنترل افکار، نیازمند بررسی دقیق و وضع قوانین و مقررات مناسب است. همچنین، اطمینان از دسترسی عادلانه به این فناوری‌های پیشرفته و جلوگیری از ایجاد شکاف‌های جدید در جامعه، از دغدغه‌های مهم در این مسیر خواهد بود.

نوروتکنولوژی، با قابلیت‌هایش در بازگرداندن عملکرد به افراد ناتوان، درمان اختلالات عصبی و گشودن رازهای مغز، پتانسیل آن را دارد که زندگی میلیون‌ها نفر را بهبود بخشد و درک ما از خودمان را به عنوان انسان، عمیق‌تر کند. این حوزه، نمادی از قدرت هم‌افزایی علم و مهندسی برای غلبه بر محدودیت‌های بیولوژیکی و ارتقای کیفیت زندگی بشر است.