استارتاپ تازه‌تأسیس Bridge Neurotech با جذب ۱۳.۵ میلیون دلار سرمایه وارد رقابت برای ساخت نسل جدیدی از رابط‌های مغز و کامپیوتر شده است؛ فناوری‌ای که قرار است برخلاف بسیاری از رقبای فعلی، بدون نیاز به کاشت تراشه در مغز و با استفاده از امواج فراصوت فعالیت مغز را ثبت کند.
این شرکت به‌دنبال توسعه یک رابط مغز و کامپیوتر پوشیدنی است و به این ترتیب می‌تواند رقیبی برای Merge Labs، استارتاپ مورد حمایت سم آلتمن، و دیگر شرکت‌های فعال در حوزه نوروتکنولوژی باشد.
Bridge Neurotech چرا به سراغ رابط مغز و کامپیوتر غیرتهاجمی رفته است؟
بخش قابل توجهی از شرکت‌های فعال در حوزه رابط مغز و کامپیوتر از روش‌هایی استفاده می‌کنند که نیازمند نوعی جراحی هستند. نورالینک، Synchron، Paradromics و Precision Neuroscience از جمله شرکت‌هایی هستند که روی فناوری‌هایی کار می‌کنند تا افراد دارای ناتوانی‌های حرکتی یا گفتاری بتوانند از طریق سیگنال‌های مغزی با رایانه یا دستگاه‌های دیگر ارتباط برقرار کنند.
ویل بیدرمن، بنیان‌گذار و مدیرعامل Bridge Neurotech، معتقد است خطرات جراحی مغز را نمی‌توان نادیده گرفت. به همین دلیل، هدف او ساخت دستگاهی پوشیدنی است که بتواند افراد بسیار بیشتری را نسبت به رابط‌های کاشتنی تحت پوشش قرار دهد.
بیدرمن پیش‌تر در جریان فعالیت‌های دانشگاهی خود روی تراشه‌ای کار کرده بود که نورالینک مجوز استفاده از آن را در نخستین دستگاه‌هایش دریافت کرد. با این حال، رویکرد فعلی او بر توسعه فناوری‌های غیرتهاجمی متمرکز است.
فراصوت چگونه فعالیت مغز را اندازه‌گیری می‌کند؟
Bridge Neurotech قصد دارد از امواج فراصوت برای اندازه‌گیری فعالیت مغز استفاده کند. این فناوری با ارسال امواج صوتی با فرکانس بالا و بررسی بازتاب آنها از گلبول‌های قرمز در حال حرکت، سرعت و جهت جریان خون را اندازه‌گیری می‌کند.
از آنجا که تغییرات جریان خون در مغز با فعالیت نورون‌ها ارتباط نزدیکی دارد، می‌توان از این تغییرات به‌عنوان نشانه‌ای غیرمستقیم از فعالیت مغزی استفاده کرد.
این روش تفاوت مهمی با بسیاری از رابط‌های مغز و کامپیوتر فعلی دارد که تلاش می‌کنند سیگنال‌های الکتریکی نورون‌ها را به‌صورت مستقیم ثبت کنند. فناوری‌های الکتریکی کاشتنی تاکنون در آزمایش‌ها توانسته‌اند به افراد دارای فلج کمک کنند تا برخی تجهیزات الکترونیکی را کنترل کنند، بازوی رباتیک را حرکت دهند یا با استفاده از افکار خود ارتباط برقرار کنند.
مشکل اصلی رابط‌های مغزی پوشیدنی چیست؟
یکی از چالش‌های بزرگ رابط‌های مغز و کامپیوتر غیرتهاجمی، کیفیت سیگنال است. استخوان جمجمه و پوست می‌توانند سیگنال‌های الکتریکی را پیش از رسیدن به حسگرهای خارجی تضعیف کنند. به همین دلیل، بسیاری از شرکت‌ها به سمت قرار دادن حسگرها در نزدیکی نورون‌ها و استفاده از روش‌های تهاجمی رفته‌اند.
فراصوت می‌تواند راهی متفاوت برای عبور از این محدودیت باشد، اما این فناوری نیز با چالش‌های خاص خود روبه‌رو است. مهم‌ترین مسئله این است که فعالیت مغز را به‌طور مستقیم از نورون‌ها اندازه نمی‌گیرد، بلکه تغییرات جریان خون را بررسی می‌کند.
تأخیر چندثانیه‌ای؛ چالش مهم فناوری فراصوت
مریم شهنچی، مهندس عصب در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، می‌گوید از آنجا که فراصوت فعالیت مغز را به‌صورت غیرمستقیم و از طریق جریان خون اندازه‌گیری می‌کند، میان شلیک نورون‌ها و تغییرات بعدی در جریان و حجم خون فاصله زمانی وجود دارد.
این تأخیر برای برخی کاربردها مشکل بزرگی ایجاد نمی‌کند، اما در فعالیت‌هایی که به واکنش بسیار سریع نیاز دارند، می‌تواند یک محدودیت جدی باشد. برای مثال، کنترل فوری یک اندام رباتیک یا تایپ سریع با سیگنال مغزی به سرعت بالایی نیاز دارد.
Bridge Neurotech قصد دارد از مدل‌های هوش مصنوعی پیش‌بینی‌کننده برای کاهش اثر این تأخیر و افزایش سرعت عملکرد رابط خود استفاده کند.
ارتباط Bridge Neurotech با Merge Labs
Bridge Neurotech و Merge Labs هر دو با مجموعه‌ای به نام Arbor Neuroscience ارتباط دارند؛ سازمانی که پیش‌تر Forest Neurotech نام داشت و در سال ۲۰۲۳ توسط بیدرمن و پژوهشگرانی از جمله سامنر نورمن و تایسون آفالو تأسیس شد.
Forest Neurotech با هدف انجام پروژه‌های بلندمدت در حوزه فناوری مغز شکل گرفت و ابزاری مبتنی بر فراصوت برای تصویربرداری از عملکرد مغز توسعه داد که در حال آزمایش در بریتانیاست.
Merge Labs نیز در ژانویه از Forest Neurotech جدا شد و سم آلتمن، میخائیل شاپیرو، الکس بلانیا و ساندرو هربیگ از جمله بنیان‌گذاران آن هستند. نورمن و آفالو نیز در میان بنیان‌گذاران Merge Labs قرار دارند.
دستگاه Bridge قرار است چگونه روی سر قرار بگیرد؟
Bridge Neurotech هنوز تصویری از دستگاه خود منتشر نکرده است، اما بیدرمن می‌گوید محصول نهایی چیزی شبیه هدفون خواهد بود که روی ناحیه گیجگاهی، کمی بالاتر از گوش، قرار می‌گیرد.
این بخش از جمجمه نسبتاً نازک است و به همین دلیل می‌تواند برای تصویربرداری فراصوت مناسب‌تر باشد. با این حال، استخوان می‌تواند امواج صوتی را پراکنده یا جذب کند و عبور فراصوت از جمجمه را با چالش‌های فنی مواجه سازد.
فناوری Bridge هنوز با یک مانع بزرگ روبه‌رو است
در سال ۲۰۲۴، پژوهشگران مؤسسه فناوری کالیفرنیا و دانشگاه کالیفرنیای جنوبی نشان دادند که می‌توان با استفاده از رابط مغز و کامپیوتر مبتنی بر فراصوت، فعالیت مغز انسان را خوانش و رمزگشایی کرد. اما در آن آزمایش، بخشی از جمجمه برداشته و با یک پنجره جایگزین شده بود تا امواج فراصوت بتوانند به مغز دسترسی پیدا کنند.
بنابراین، عبور مؤثر امواج فراصوت از جمجمه بدون انجام جراحی یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی است که Bridge Neurotech باید بر آن غلبه کند. موفقیت این شرکت به توانایی آن در حل همین مشکل وابسته خواهد بود.
آغاز نخستین مطالعه بالینی Bridge Neurotech
Bridge Neurotech نخستین مطالعه خود را روی داوطلبان در ردودوود سیتی کالیفرنیا آغاز می‌کند. این مطالعه از نوع مشاهده‌ای است و شامل درمان یا تشخیص پزشکی نمی‌شود.
در این پژوهش، یک پروب کوچک فراصوت در کنار سر افراد سالم و همچنین افرادی که پیش‌تر تحت جراحی جمجمه قرار گرفته‌اند، قرار خواهد گرفت. این حسگرها هنگام گوش دادن، دیدن، حرکت کردن و صحبت کردن شرکت‌کنندگان، فعالیت مغز آنها را ثبت می‌کنند.
پروب‌های مورد استفاده این شرکت از تراشه‌های سیلیکونی نیمه‌رسانا بهره می‌برند که توسط شرکت Butterfly Network، فعال در حوزه تجهیزات فراصوت قابل حمل، ساخته شده‌اند.
آینده رابط‌های مغز و کامپیوتر
ورود Bridge Neurotech نشان می‌دهد رقابت برای توسعه رابط‌های مغز و کامپیوتر دیگر تنها به ساخت تراشه‌های کاشتنی محدود نیست. شرکت‌های مختلف در تلاش‌اند راه‌هایی پیدا کنند که افراد بتوانند بدون انجام جراحی پیچیده، فعالیت مغز خود را به فرمان‌هایی برای رایانه یا دستگاه‌های دیگر تبدیل کنند.
با این حال، فناوری فراصوت هنوز در مراحل اولیه قرار دارد و چالش‌هایی مانند تأخیر در دریافت سیگنال، عبور امواج از جمجمه و کیفیت رمزگشایی فعالیت مغز باید پیش از دستیابی به کاربردهای گسترده حل شوند.
بیدرمن هدف اصلی خود را توسعه رابط‌های غیرتهاجمی می‌داند؛ مسیری که در صورت موفقیت می‌تواند دسترسی به فناوری‌های رابط مغز و کامپیوتر را از گروه کوچکی از بیماران حاضر در آزمایش‌های بالینی فراتر ببرد.
