اختراع أجهزة تُمكّن البشر من التحكم في الحواسيب بعقولهم فقط - ساسة بوست

منذ 3 دقائق، 10 أغسطس,2016

تمكن العلماء من إنتاج أجهزة زرع متناهية الصغر، في حجم حبة الرمل، يمكن من خلالها توصيل أجهزة الكمبيوتر لجسم الإنسان، دون الحاجة إلى أسلاك أو بطاريات. هذا الاختراع المذهل سيفتح بالطبع مجموعة من الاحتمالات المستقبلية.

هذه الأجهزة التي يطلق عليها اسم «الغبار العصبي»، يمكن استخدامها لمراقبة أعضاء جسم الإنسان، مثل القلب، باستمرار وبشكل مباشر في الوقت الحقيقي. وإذا ما تمكن العلماء من اختراع أحجام أصغر من هذه الأجهزة المذهلة، فيمكنهم بالتالي زرعها في الدماغ للسيطرة على الأجهزة الروبوتية، مثل ذراع أو ساق صناعية.

ويعتقد العلماء أن هذه الأجهزة يمكن أن تساعد في علاج أمراض، مثل مرض الصرع من خلال تحفيز الأعصاب والعضلات، ومساعدة الناس المصابة بسلس البول من خلال التحكم في المثانة، بل ويمكن استخدامها حتى في قمع الشهية. ويمكن أيضًا أن تستخدم إما لحث الجهاز المناعي على العمل والنشاط، وإما لتقليل الالتهابات في جسم الإنسان.

ميشيل ماهاربيز، وهو أستاذ بجامعة بيركلي في كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية، وأحد الباحثين المشتركين في اختراع الجهاز، قال إنّ التوقعات الخاصة بالفوائد طويلة الأجل للغبار العصبي ليست فقط في الأعصاب والدماغ، ولكنها أوسع من ذلك بكثير. وأضاف أن فكرة الحصول على إذن بالدخول إلى قياسات الجسم الداخلية بصورة أوتوماتيكية عن بعد لم يكن ممكنًا، لأنه لم يكن هناك أي وسيلة لوضع شيء فائق الصغر على عمق بعيد داخل الجسم.

وأوضح: «لكن الآن يمكنني أن آخذ ذرة من لا شيء، وأضعها بالقرب من العصب أو العضو، مثل قناة الجهاز الهضمي الخاصة بك أو العضلات، ثم أقرأ بيانات هذا العضو بسهولة».

وتستخدم ترددات الموجات فوق الصوتية، والتي يمكن لها أن تخترق كل جزء تقريبًا من الجسم، لتشغيل أجهزة الاستشعار الموجودة في الجهاز الضئيل، والتي يبلغ قطرها حوالي ملليمتر واحد فقط. هذه الأجهزة تحتوي على كريستال خاص، الذي يحول الموجات فوق الصوتية إلى طاقة كهربائية لتشغيل الترانزستور الصغير.

وإذا ما كان هناك ارتفاع في الجهد في الألياف العصبية أو العضلات، فإنه يتسبب في تغيير اهتزازات هذا الكريستال، وبالتالي تغيير الطريقة التي تعود بها الترددات الصوتية مرة أخرى إلى مستقبل الموجات فوق الصوتية.

حتى الآن، أجرى العلماء تجارب على العضلات والجهاز العصبي المحيطي في الفئران، ولكن يعتقد الباحثون أن الغبار العصبي يمكن أن يعمل أيضًا في الجهاز العصبي المركزي والدماغ للسيطرة على الأطراف الاصطناعية. يمكن بالفعل أن يتم ذلك باستخدام عملية زرع الدماغ، ولكن هذه العملية كانت تحتاج إلى أن تخترق أسلاك الجمجمة من خلال إحداث ثقب بها، وتظل خارجة من المخ بشكل مستمر، وهو ما قد يتسبب في احتمالية وصول عدوى ما إلى المخ، أو احتمال أن يتحرك الجهاز داخل المخ. كما أنه سيجب على العلماء تغيير واستبدال الجهاز أيضًا بعد حوالي عام أو عامين.

ويُنتج الباحثون حاليًا الغبار العصبي الذي يمكن أن يستمر في الجسم لأكثر من 10 سنوات. ولأنها لاسلكية، فليس هناك حاجة لبقاء الثقوب مفتوحة في الجمجمة.

وقال البروفيسور خوسيه كارمينا، عالم الأعصاب في جامعة بيركلي، إن هذه التكنولوجيا ليست متوافرة حتى الآن بهذه الصورة التي تمكنهم من الحصول على غبار عصبي بحجم 50 ميكرونًا، هذا الحجم هو المناسب للزرع في الدماغ والجهاز العصبي المركزي، مُضيفًا: «بمجرد أن يتم إثبات هذا الاختراع المنتظر إكلينيكيًّا، فإن الغبار العصبي سيحل محل الأقطاب والأسلاك التقليدية. لكن هذه المرة، فإنه بمجرد إغلاق الدماغ، ستكون قد انتهيت من أي مشاكل أخرى مصاحبة».

ومع ذلك، قال إنّ «الجمال يتمثل الآن في أن أجهزة الاستشعار هذه، هي صغيرة بما يكفي لتُطَبق جيدًا في الجهاز العصبي الطرفي، وهو ما يساعد في السيطرة على المثانة وقمع الشهية، على سبيل المثال».

هذا الاختراع سيفتح الباب على مصراعيه نحو الحصول على ما يسمى «الكائن السيبراني». فيبدو أن العلم يسير بخطوات متسارعة نحو تنفيذ كل ما كنا نظنه سيظل خيالًا علميًّا في الأفلام. ونحن في طريقنا إلى أن تصبح هذه التكنولوجيا المميزة، حقيقةً. ويبدو أن فكرة تعزيز قدرات البشر بإمكانيات إلكترونية وميكانيكية وحيوية في ذات الوقت، أصبحت على بعد خطوات من متناول أيدينا. لقد استطاع العلماء بالفعل التحكم التام في بعض الحشرات عبر أوامر إلكترونية أو كهربائية.

تمكن الباحث الياباني «هيروتاكا ساتو»، وفريقه في جامعة «نانيانغ» للتكنولوجيا، بسنغافورة، من تركيب أقطاب كهربائية في نوع معين من الخنافس، معروف باسم «خنافس الزهرة flower beetles»، والمعروفة علميًّا باسم «Mecynorrhina torquata» وذلك بغرض تحفيز مجموعات عضلات معينة موجودة في أرجلها.

ومن خلال تغيير تسلسل التحفيز الكهربائي بترتيبات معينة، تمكن الفريق من السيطرة على مشية الخنافس. وعبر تغيير مدة الإشارات الكهربائية المرسلة عبر هذه الأقطاب ، تمكن العلماء أيضًا من تغيير سرعة المشية وطول الخطوة، وذلك طبقًا لما نشره فريق العمل في مجلة الجمعية الملكية العلمية المتخصصة.

العلماء في السابق تمكنوا بالفعل من الحصول على حشرات مختلفة، يمكنها الطيران والعدو والزحف، لكن العملية الخاصة بسيطرتنا على أمور التحكم، مثل سرعة المشي وغيرها، قد تمنحنا القدرة على توجيه هذه الحشرات لأداء مهام أكثر تعقيدًا. من هنا تأتي أهمية هذه التجربة الناجحة والفريدة لفريق «هيروتاكا ساتو» في سنغافورة.

هذا النوع من الكائنات يمكن أن نطلق عليه اسم «سايبورغ cyborg»، وهي كلمة مختصرة لمصطلح كائن سيبرانيcybernetic» organism»، إشارةً إلى الكائنات التي تمتلك أجزاءً عضوية وأخرى بيوميكاترونيك (أي دمج عناصر ميكانيكية وأخرى إلكترونية وثالثة حيوية). وقد أطلق «مانفريد كلاينس» و«ناثان كلاين» هذا المصطلح لأول مرة عام.

هذا المصطلح يختلف عن مصطلحات مشابهة أخرى مثل «بيونيك bionic»، أو «بيوروبوت biorobot»، وهما مصطلحان يُعبران عن إنسان آلي في الأساس، ببعض الأجزاء البشرية أو الحيوية. لكن مصطلح «سايبورغ» أو «الكائن السيبراني» ينطبق على كائن حي في الأساس، استطاع استعادة وظيفته أو تعزيز قدراته، من خلال دمج بعض المكونات الاصطناعية، أو بعض التكنولوجيا، على نوع معين من ردود الفعل. هذه التكنولوجيا هي التي نتحدث عنها في تجربة ساتو ورفاقه.