الذكاء الاصطناعي داخل: شرائح الدماغ رائدة القفزة التالية في تطور الإنسان

لم تعد شرائح الدماغ خيالًا علميًا. لقد أصبحت حقيقة وتُحوِّل الحياة بفضل التقدم التكنولوجي، الذي يسمح للكمبيوتر بفك شفرة إشارات الدماغ، واستخلاص نوايا الإنسان، وأخيرًا تنفيذها مباشرةً عبر آلة.

تُسمى هذه الأنظمة التي تجعل ذلك ممكنًا بـ BCI أو واجهة الدماغ-الكمبيوتر، والتي تدرس إشارات نشاط الدماغ. تُعد Neuralink الشركة الأكثر شهرة في هذا المجال، حيث تُنشئ واجهة دماغية عامة لفتح إمكانات الإنسان.

لكن بينما كانت واجهات الدماغ-الكمبيوتر قيد التطوير منذ الستينات، فإن التقدمات الحديثة في الذكاء الاصطناعي تساعد على تحقيق معجزات. أدت هذه التقدمات إلى خطوات كبيرة في التطبيقات العملية، خاصةً للأشخاص ذوي الإعاقة، مما يُظهر التأثير المتطور لهذه التقنية.

التطبيقات الحالية والإنجازات

ما زال تطوير واجهات الدماغ-الكمبيوتر محصورًا في المقام الأول في مختبرات البحث، ولكن مع تطور الذكاء الاصطناعي، بدأنا نرى عرضًا لعملية تطبيقها على الأشخاص ذوي الإعاقة.

زرعات الدماغ بالذكاء الاصطناعي تستعيد الكلام والحركة

مع وجود حوالي 1.3 مليار من سكان العالم يعيشون بإعاقات متوسطة إلى شديدة، تتحسن زرعات الذكاء الاصطناعي في البشر بسرعة لتزيل هذه القيود تمامًا.

في زوج من الدراسات التي نُشرت في مجلة Nature، أظهر الباحثون من جامعة ستانفورد وجامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو أن واجهات الدماغ-الكمبيوتر الخاصة بهم مكنت امرأتين مصابتين بالشلل من التحدث مرة أخرى بسرعة ودقة غير مسبوقتين. تقرأ الواجهات نشاط الدماغ المتعلق بالكلام وتُدخل البيانات في نموذج تعلم لغة، ثم تُخرج الكلام القابل للاستخدام عبر صوت مولد بالحاسوب أو نص على الشاشة.

زرع باحثو ستانفورد مصفوفات أقطاب بحجم حبة الفشار على قشرة المخ الحركية الخاصة بالكلام لدى بات بينيت البالغة من العمر 68 عامًا، والتي تتواصل بعد ذلك مع برنامج حاسوبي يسمح لها بالتحدث. وفي الوقت نفسه، مكن باحثو UCSF الشابة آن البالغة من العمر 30 عامًا، التي تعاني من شلل شديد، من التحدث وإظهار تعابير الوجه (من خلال صورة رمزية رقمية). سجَّل كلا البحثين تحسينات هائلة في حجم المفردات، وسرعة فك شفرة اللغة، ودقة الكلام.

دمج الذكاء الاصطناعي والميكروإلكترونيات لمكافحة اضطرابات الدماغ

يُستخدم الذكاء الاصطناعي، إلى جانب الزرعات العصبية، أيضًا لعلاج اضطرابات مثل الصرع ومرض باركنسون عن طريق تعديل الأنشطة غير الطبيعية مباشرةً. قامت جامعة تورنتو بجمع مهندسي الكهرباء والحاسوب مع الأطباء، وعلماء الأعصاب، وعلماء المواد البياناتية لتحسين صحة الدماغ ورسم مسارات علاجية بديلة.

باستخدام التعلم العميق، يستخرج الفريق معلومات عميقة المستوى، بل ويحدد العلامات الحيوية المخفية، ثم يُفعِّل الزرعات العصبية في الوقت المثالي. الفكرة هي استخدام علاجات تعديل الأعصاب في المستقبل لاستهداف:

• الألم المزمن
• الاكتئاب
• الخرف
• مرض الزهايمر
• اضطرابات النوم

التجربة البشرية لشركة Neuralink

حصلت شركة Neuralink الناشئة لتقنية شرائح الدماغ، التي أسسها ماسك، أخيرًا على الموافقة لبدء أول تجربة بشرية لها. سابقًا، أبدت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) مخاوف تتعلق بالسلامة لتجربتها السريرية الأولى على البشر قبل منح الترخيص، والآن حصلت الشركة أيضًا على موافقة لجنة مراجعة مستقلة لبدء التجنيد.

من أجل دراسة PRIME (واجهة دماغ-كمبيوتر المزروعة روبوتيًا بدقة)، تبحث Neuralink عن مرضى يعانون من شلل نتيجة إصابة في الحبل الشوكي العنقي أو التصلب الجانبي الضموري. من المتوقع أن تستغرق التجربة حوالي ست سنوات لإكمالها، وستتضمن زرعًا جراحيًا لزرعة BCI لاسلكية في الدماغ لتقييم قدرة النظام على تمكين المرضى من التحكم في الأجهزة الخارجية بأفكارهم.

من خلال شريحة الدماغ بالذكاء الاصطناعي من Neuralink، يهدف ماسك إلى تسهيل عمليات الإدراج الجراحي السريعة لأجهزتها لعلاج حالات مثل التوحد والاكتئاب والفصام. حتى الآن، كانت الشركة تختبر على الحيوانات، لكنها الآن تجند متطوعين مشلولين لتحسين جودة حياة الملايين.

التقدمات التكنولوجية والعلمية

على مدار العقود العديدة الماضية، أُجريت أبحاث رائدة في مجال واجهات الدماغ-الكمبيوتر، التي توفر رابط اتصال مباشر بين الدماغ والكمبيوتر. الآن، دفع الذكاء الاصطناعي هذا الأمر إلى أبعد من ذلك بفضل قدرته على تحليل البيانات المعقدة وتوليد مخرجات شبيهة بالبشر.

في حين كانت زرعات الكلام حاسمة للأفراد الذين فقدوا قدرتهم على الكلام بسبب الشلل أو إصابات أخرى، إلا أنها كانت بطيئة للغاية وغير واضحة. ومع ذلك، فإن التقدمات الكبيرة في علم الأعصاب والحوسبة الحديثة معًا تجعل الآن من الممكن الحصول على زرعات شريحة ذكاء اصطناعي تجارية لاستعادة وظائف الحواس والحركة.

اليوم، يمنح هذا الإعجاز التكنولوجي الحديث أولئك الذين فقدوا القدرة على الكلام صوتًا من خلال تحويل إشارات الدماغ إلى نص، وذلك بسرعة وكفاءة. في البحث في ستانفورد، سجل الفريق معدل خطأ في الكلمات بنسبة 9.1% فقط، وهو أكثر دقة بـ2.7 مرة مقارنةً بالواجهات السابقة. تم تحقيق ذلك باستخدام خوارزمية تفك شفرة 62 كلمة في الدقيقة وتقترب من سرعة المحادثة التي تبلغ 160 كلمة في الدقيقة، وهو أمر لا يصدق. لهذا، استعان الدراسة بأكبر مكتبة مفردات تُستخدم في فك شفرة الكلام باستخدام زرعة — بحوالي 125,000 كلمة.

في الوقت نفسه، استخدمت دراسة جديدة، جزءًا من تجربة نظام الواجهة العصبية BrainGate2، نوعًا من التعلم العميق يُسمى الشبكات العصبية المتكررة (RNNs)، والتي تُستخدم أيضًا لنمذجة عمليات الدماغ مثل الذاكرة والانتباه والإدراك. فصلت الخوارزمية بسهولة أنواعًا مختلفة من حركات الوجه للكلام استنادًا إلى الإشارات العصبية فقط بدقة تزيد عن 92%.

نظرًا لأن فك شفرة السلوك أو الحالة الإدراكية من الإشارات العصبية أمر حاسم لأبحاث واجهات الدماغ-الكمبيوتر، برز التعلم العميق كطريقة في العديد من مهام التعلم الآلي مثل تقسيم الصور والتعرف على الكلام. أدى نجاحه إلى استخدامه في توقع المخرجات الشائعة، بما في ذلك الحركة والكلام والرؤية.

في حالة أخرى، طور العلماء نظامًا غير غازي يُسمى مُفكك دلالي، تم تطويره جزئيًا باستخدام نموذج محول مشابه لتلك التي تدعم روبوتات الدردشة ChatGPT وBard من جوجل. درّب الباحثون في جامعة تكساس بأوستن النظام، الذي لا يتطلب زرعات جراحية، عن طريق الاستماع إلى عدة ساعات من البودكاست داخل ماسح fMRI. ثم يولد تدفقًا من النص عندما يكون المشارك يستمع أو يتخيل رواية قصة جديدة.

كما رأينا هنا، فإن استخدام الذكاء الاصطناعي يساعد بشكل كبير أبحاث علم الأعصاب. ومع ذلك، هناك اعتبارات معينة يجب أخذها في الاعتبار عند التعامل مع هذا المجال سريع التطور.

انقر هنا لتتعرف على العلاجات الضخمة القادمة لعلاج الاضطرابات العصبية.

الاعتبارات الأخلاقية والخصوصية والسلامة

نظرًا للتغييرات التي تغير حياة الإنسان التي تُحدثها زرعات الدماغ بالذكاء الاصطناعي، نشهد تقدمًا سريعًا في التكنولوجيا العصبية وشرائح الدماغ بالذكاء الاصطناعي. ومع ذلك، فإن ذلك لا يخلو من مخاطره.

ببساطة، أنظمة الذكاء الاصطناعي عرضة للأخطاء والخلل، مثل أي تقنية أخرى، مما قد يؤدي إلى نتائج ضارة محتملة. بُنيت على خوارزميات معقدة تعالج كميات هائلة من البيانات، وتكون أنظمة الذكاء الاصطناعي أيضًا عرضة للاختراق والتلاعب. ولا ننسى أن البيانات التي تُدرب عليها قد تحمل تحيزات داخلية تؤدي إلى نتائج تمييزية.

الاستثمار المتزايد في برامج الذكاء الاصطناعي التي يمكنها قراءة عقول الناس وتخزين البيانات العصبية دفع منظمة الأمم المتحدة للتربية والعلم والثقافة (اليونسكو) لإطلاق إنذار حول تكنولوجيا الأعصاب المتقدمة، التي قالت إنها تهدد حقوق الإنسان وتستدعي تنظيمًا عالميًا.

“الوعد … قد يأتي بتكلفة عالية من حيث حقوق الإنسان والحريات الأساسية، إذا تم إساءة استخدامه. يمكن لتكنولوجيا الأعصاب أن تؤثر على هويتنا، واستقلاليتنا، وخصوصيتنا، ومشاعرنا، وسلوكياتنا، ورفاهيتنا العامة.”

– قالت غابرييلا راموس، نائبة المدير العام لليونسكو للشؤون الاجتماعية والإنسانية.

وبالتالي، صرحت المنظمة العلمية والثقافية للأمم المتحدة بأنها ستبدأ في وضع “إطار أخلاقي عالمي” لتكنولوجيا الأعصاب.

بينما تشعر راموس بالقلق من أن التقنية قد تغير “جوهر ما يعنيه أن تكون إنسانًا”، يشعر آخرون مثل مارياغرازيا سكويتشارييني، المؤلفة الرئيسية لتقرير اليونسكو حول السرعة المتزايدة للابتكار في تكنولوجيا الأعصاب، بالقلق من إضافة الذكاء الاصطناعي، الذي وفقًا لها يضع “تكنولوجيا الأعصاب على الستيرويدات”.

يُقدَّر أن الاستثمارات الخاصة في شركات التكنولوجيا العصبية قد زادت بأكثر من 20 مرة خلال العقد من 2010، لتصل إلى 7.3 مليار دولار في 2020، بينما ارتفعت براءات الاختراع المتعلقة بالتكنولوجيا العصبية بنسبة 266% خلال هذه الفترة. تُظهر البيانات أن سوق أجهزة التكنولوجيا العصبية من المتوقع أن يتجاوز 24 مليار دولار خلال السنوات الأربع القادمة.

مع الحاجة إلى نماذج الذكاء الاصطناعي المتقدمة لفك شفرة بيانات الدماغ، يجادل مؤيدو التنظيم بأن خصوصية العقل أصبحت أكثر إلحاحًا من أي وقت مضى. كما نرى في الصين، يرتدي العمال قبعات تقوم بمسح حالاتهم العاطفية، مما يشير إلى طيف واسع من التطبيقات لهذه التقنية. وبالمثل، في الولايات المتحدة، يستكشف الجيش مثل هذه التقنيات لتعزيز المهارات العقلية، والتحكم في الأشياء بالأفكار، وجعل الجنود أكثر جاهزية للواجب.

كما أُثيرت مخاوف أخلاقية بشأن تأثير واجهات الدماغ-الكمبيوتر على المجتمع. يخشى الكثيرون أن يمنح الوصول غير المسبوق إلى أدمغة الناس إمكانات ديستوبية لتصبح واقعًا.

الشركات العاملة في مجال زرعات الدماغ بالذكاء الاصطناعي

الآن، دعونا نلقي نظرة على بعض أبرز الشركات في مجال شرائح الدماغ بالذكاء الاصطناعي:

1. Neuralink

الشركة التي أسسها الملياردير رائد الأعمال ماسك تطور زرعات لاسلكية يمكنها قراءة موجات الدماغ. مؤخرًا، أفادت Neuralink بأنها جمعت 43 مليون دولار إضافية، بقيادة صندوق المؤسسين لبتر ثيل.

في يونيو الماضي، قُدِّرت قيمة الشركة بحوالي 5 مليارات دولار، مع الإيرادات السنوية المقدرة التي تبلغ 115.7 مليون دولار سنويًا. في نوفمبر 2023، طلب المشرّعون الأمريكيون من هيئة الأوراق المالية والبورصات (SEC) التحقيق في Neuralink لتجاهلها تفاصيل حول وفاة الحيوانات في التجارب. أما بالنسبة لتاريخ إصدار شريحة دماغ Neuralink، فإن ماسك يقول إن ذلك لا يزال بعيدًا بسنوات.

2. Synchron

تسعى شركة Synchron التي تتخذ من نيويورك مقراً لها إلى تقديم علاج تعديل الأعصاب داخل الأوعية القابلة للزرع. في وقت سابق من هذا العام، نشرت الشركة نتائج دراستها لتقييم فعالية وإمكانية تطبيق Synchron Switch لدى المرضى الذين يعانون من شلل شديد.

يُدخل الجهاز في الأوعية الدموية للدماغ، حيث ينقل الإشارات العصبية على مدى طويل دون أي آثار سلبية. تدعم Synchron كل من بيزوس وجيتس وقد جمعت ما مجموعه 135.7 مليون دولار، وفقًا لـ CB Insights. تُقدَّر إيرادات الشركة السنوية بـ 37.3 مليون دولار سنويًا.

3. Blackrock Neurotech

تُعرف هذه الشركة الخاصة بحلول التكنولوجيا العصبية، بما في ذلك أنظمة واجهات الدماغ-الكمبيوتر. أعلن Blackrock Neurotech العام الماضي عن إنجاز قياسي يبلغ 30,000 يوم من أبحاث BCI داخل المستشفى، وهو ما يعني وفقًا للمؤسس المشارك والرئيس Florian Solzbacher أن “التقنية جاهزة للخروج من المختبر إلى منازل المرضى”.

حصلت على 10 ملايين دولار تمويلًا، وجذبت مستثمرين بارزين مثل re.Mind Capital التابعة لكريستيان أنغرمير، بتر ثيل، تيم سيفرز، وصندوق Sorenson Impact University Venture Fund II في عام 2021.

4. BrainGate

أنشأت مجموعة البحث BrainGate زرعة دماغية تحتوي على مجموعة من 100 قطب شائك يتم زرعها جراحيًا في الدماغ. صُممت نظام BCI الخاص بها للسماح للأشخاص المصابين بالشلل بالتحكم في الأطراف الروبوتية أو الحواسيب من خلال أفكارهم. الهدف النهائي لـ BrainGate هو استعادة الحركة والاتصال والاستقلالية للأشخاص الذين يعانون من رباعية الشلل.

5. Precision Neuroscience

في يونيو، أجرت Precision Neuroscience، التي أسسها أحد مؤسسي Neuralink، أول دراسة سريرية لتخطيط إشارات دماغ الإنسان. نظام BCI الرئيسي لديها هو Layer 7 Cortical Interface، وهو مصفوفة أقطاب أرقى من شعر الإنسان.

في وقت سابق من هذا العام، جمعت الشركة التي تهدف إلى بناء زرعات BCI قليلة التوغل باستخدام تقنية الشق المجهري القحفي 41 مليون دولار، لتصل تمويلها الإجمالي إلى 53 مليون دولار في أقل من عامين.

6. Kernel

تأسست الشركة على يد براين جونسون، وتُسمى تقنيتها غير الغازية للـ BCI بـ “Kernel Flow”، التي تراقب نشاط الدماغ باستخدام مطيافية قريبة من الأشعة تحت الحمراء الوظيفية في نطاق الزمن (TD-fNIRS).

وفقًا لموقعها الإلكتروني، يُعد Kernel Flow سماعة رأس تصوير عصبي محمولة ومتعددة الأنماط تستغرق دقائق قليلة للإعداد. تجمع السماعة بين تصوير بصري عالي الدقة لتدفق الدم مع قياسات EEG لتوفير بيانات متعددة الأنماط للحصول على رؤى شاملة.

7. Neurable

توفر هذه الشركة أنظمة BCI للتطبيقات السريرية وكذلك تطبيقات الألعاب. تهدف تقنيتها غير الغازية القائمة على EEG إلى تحسين التفاعل بين الإنسان والكمبيوتر في بيئات الواقع المعزز والواقع الافتراضي.

#8. Ctrl-labs

مطور لتقنية الواجهة العصبية غير الغازية، تم استحواذه من قبل ميتا التابعة لمارك زوكربيرغ (سابقًا فيسبوك) في صفقة تُقدَّر قيمتها بمليار دولار. في عام 2018، أطلقت الشركة سوارًا مزودًا بأقطاب للـ BCI. هدف ميتا هو في النهاية إعطاء الناس القدرة على التحكم في لوحات المفاتيح وغيرها من الأشياء بمجرد أفكارهم.

آفاق مستقبلية وتحديات

ظهرت زرعات الدماغ بالذكاء الاصطناعي كأداة قوية في علم الأعصاب مع إمكانية تحويل فهمنا للدماغ وإحداث ثورة في العلاجات. بينما تشهد التقنية نجاحًا كبيرًا بالفعل في استعادة الوظائف المفقودة، فإن تداعياتها أكبر بكثير.

قام الباحثون الممولون من الجيش الأمريكي بتطوير أنظمة لالتقاط إشارات الدماغ وتفعيل المسارات العصبية تلقائيًا كعلاج للاضطرابات النفسية. بدأت التجارب الأولية للزرعات الدماغية “الحلقة المغلقة” في عام 2017 واكتشفت أنماطًا مرتبطة باضطرابات المزاج ثم قامت بصعق الدماغ لإعادته إلى حالة صحية دون الحاجة إلى طبيب.

بالإضافة إلى استعادة الوظائف الحسية، تساعد شرائح الدماغ في التحكم في الأطراف الاصطناعية وعلاج النشاط الدماغي غير الطبيعي. علاوة على ذلك، يتيح التغذية الراجعة العصبية في الوقت الحقيقي للأفراد الحصول على سيطرة أكبر على حالاتهم الذهنية وتنظيم عواطفهم وسلوكياتهم بنشاط. كما بدأ الباحثون في استكشاف إمكانية التواصل من دماغ إلى دماغ للسماح بتبادل مباشر وسلس للمعلومات.

طريقة أخرى يمكن أن تغير بها شرائح الذكاء الاصطناعي المشهد هي تعزيز القدرات المعرفية. يمكن استخدام التقنية لتعزيز وظائف الدماغ حتى للأشخاص الذين لا يحتاجون إلى علاج. من خلال الواجهة المباشرة وتحفيز مناطق دماغية محددة، يمكن لهذه الشرائح الذكية في الدماغ أن تعزز التركيز والذاكرة وقدرات التعلم.

بينما توفر هذه الشرائح مسارات جديدة لتعزيز الإنسان، من الضروري معالجة الاعتبارات الأخلاقية المرتبطة بالوصول والخصوصية.

وفقًا لـ استطلاع مركز بيو للأبحاث 2022، صرّح 78% من الأمريكيين أنهم لا يرغبون في زرعة شريحة حاسوب، بينما كان 20% فقط مهتمين. لم يتغير هذا كثيرًا منذ خمس سنوات عندما قال ثلثا الأمريكيين إنهم لا يرغبون في شريحة لـ “تحسين كبير في القدرة على التركيز ومعالجة المعلومات” تُزرع في دماغهم. ولكن إذا أصبح استخدام شرائح الدماغ بالذكاء الاصطناعي شائعًا، يعتقد ستة من كل عشرة بالغين أمريكيين أن معظم الناس سيشعرون بالضغط للحصول على زرعة، وفقًا للاستطلاع الجديد.

فيما يتعلق بالمشكلات المحتملة لزرعات شرائح الحاسوب، أشار 52% إلى مخترقين قد يحصلون على معلومات الأشخاص، بينما كانت التغييرات غير المرغوب فيها في الدماغ وتعطل الشرائح من بين القضايا البارزة. مع الاعتراف بهذه المخاطر، يرغب 83% من الأمريكيين في اختبار هذه الزرعات باستخدام معيار أعلى مما يُستخدم للأجهزة الطبية.

هذا يُظهر الحاجة إلى تحقيق التوازن الصحيح لإطلاق الإمكانات المذهلة لشرائح الدماغ بالذكاء الاصطناعي مع الحفاظ على صحة وسلامة القيم الأساسية للأفراد والمجتمع ككل.

انقر هنا للحصول على قائمة بأفضل عشرة أسهم في مجال التكنولوجيا الحيوية.

الخاتمة

تقنية واجهة الدماغ-الكمبيوتر المدعومة بالذكاء الاصطناعي لتعلم اللغة تساعد على معالجة بيانات الدماغ بمعدلات مذهلة، مما يجعل من الممكن للأشخاص ذوي الإعاقة أن يتحدثوا ويتحركوا أخيرًا. حتى زرعات قراءة الأفكار تقترب الآن من الواقع.

في حين أن التقنية تحمل وعدًا هائلًا، فإن المخاطر الأخلاقية والخصوصية والسلامة لشرائح الذكاء الاصطناعي في البشر تتطلب اعتبارًا دقيقًا. يجب على الشركات تطبيق اختبارات صارمة، وتقديم شفافية كاملة، وإجراء مراقبة مستمرة مع الالتزام بالإرشادات الأخلاقية لاستغلال الإمكانات الحقيقية للتقنية.

بشكل عام، فإن التطبيقات المحتملة لشرائح الدماغ المدعومة بالذكاء الاصطناعي واسعة، وتداعياتها عميقة.

انقر هنا لتتعرف على كل ما يتعلق بالاستثمار في الذكاء الاصطناعي.