جراحی که می‌خواهد آدم‌ها را به اینترنت وصل کند

1,656

این متن توسط بنده ترجمه و پیشتر در وب‌سایت سفید منتشر شده است.

صبح دوشنبه‌ی پس از اکران بلیدرانر ۲۰۴۹، اریک سی لوتهارت وسط اتاق عمل، اسکراب‌پوشیده و ماسک‌زده، روی بیمار بیهوش خم شده است. لوتهارت که دارد روی پوست تراشیده‌ی سر بیمار محل انجام اولین برش جراحی مغز را با قلم مشخص می‌کند، به رزیدنت جراحی که کنارش ایستاده می‌گوید: «فکر می‌کردم انسانه، اما مطمئن نبودم. تو فکر می‌کردی بدل باشه؟»

رزیدنت هم از همان کلمه‌ای که در فیلم[1] برای اشاره به آدم‌نماهای مصنوعی و عجیب واقعی به کار می‌رود، استفاده می‌کند و در پاسخ می‌گوید: «شک نداشتم که بدله.»

لوتهارت ماژیک را به رزیدنت می‌دهد و یک تیغ برمی‌دارد: «به نظر من اینکه آینده همیشه پر از ماشین پرنده‌اس، جالبه. ملت جزء پادآرمان‌شهری را خوب درآورده‌ن. راجع به زیست‌شناسی و بدل‌ها صحبت می‌کنن. اما از تیکه‌های بزرگی از آینده غافل موندن. اون پروتزهای عصبی کو؟»

جراحی که می‌خواهد با کاشت ریزتراشه‌ای در مغز، آدم‌ها را به اینترنت وصل کند

لوتهارت، دانشمند و جراح مغز ۴۴ ساله، مدت زیادی را به خیال‌پردازی راجع به این موضوع گذرانده است. علاوه بر کارهایش در حیطه‌ی جراحی اعصاب در دانشگاه واشنگتن، دو رمان منتشر کرده و یک نمایش‌نامه با هدف «آماده‌سازی جامعه برای تغییرات پیش رو» نوشته که برنده‌ی جایزه هم شده است. در نخستین رمانش  با نام شیطان سرخ ۴ که مهیج و در رابطه با فن‌آوری است، ۹۰ درصد انسان‌ها اجازه داده‌اند تا در مغز آنها سخت‌افزارهایی کار گذاشته شود. این فن‌آوری، ارتباط یکپارچه‌ی انسان‌ و کامپیوتر را ممکن می‌سازد و اجازه می‌دهد تا فرد سر جای خودش بنشیند و تجربیات حسی مختلفی داشته باشد. به باور لوتهارت ظرف چند دهه‌ی آینده چنین سخت‌افزارهایی مثل جراحی پلاستیک و خال‌کوبی رایج خواهند بود و مردم راحت به آنها تن می‌دهند.

او خاطرنشان می‌کند: «کار من باز کردن آدم‌هاست. برای همین تصورش برایم سخت نیست.»

جراحی که می‌خواهد با کاشت ریزتراشه‌ای در مغز، آدم‌ها را به اینترنت وصل کند

اما لوتهارت به جز خیال‌پردازی، کارهای دیگری هم کرده است. تخصص او انجام جراحی بر روی بیماران مبتلا به صرع مقاوم است. چند روز قبل از انجام عمل جراحی، باید در قشر مخ این بیماران الکترودهایی کار گذاشته شود تا اطلاعات کافی راجع به الگوی شلیک نورونی قبل از وقوع تشنج به دست آید. در حین انجام کار بیمار مبتلا به صرع مجبور است روی تخت بیمارستان بماند. حدود ۱۵ سال پیش، وقتی لوتهارت دید که چه‌قدرحوصله‌ی این بیماران سرمی‌رود، فکر بکری به ذهنش رسید: چرا از این آدم‌ها به عنوان نمونه‌ی آزمایش استفاده نکنیم؟ هم مشکل سر رفتن حوصله‌ی بیماران حل می‌شد و هم رویای او به واقعیت نزدیک‌تر!

لوتهارت به طراحی آزمایش‌هایی برای این بیماران پرداخت. سپس سیگنال‌های مغزی‌شان را آنالیز کرد تا ببیند چه چیزی از نحوه‌ی رمزگذاری افکار و اهداف در مغز دستگیرش می‌شود، و بفهمد که چه‌طور می‌توان از این سیگنال‌ها برای کنترل دستگاه‌های خارجی استفاده کرد. آیا داده‌های موجود برای توصیف حرکت عامدانه به اندازه‌ی کافی محکم بود؟ آیا می‌توانست به مونولوگ‌های کلامی درون یک فرد گوش کند؟ آیا رمزگشاییِ خودِ شناخت ممکن بود؟

جراحی که می‌خواهد با کاشت ریزتراشه‌ای در مغز، آدم‌ها را به اینترنت وصل کند

اگرچه پاسخ برخی از این سوالات اصلاً متقن نبود، در او میلی برانگیخت. آن‌قدر که به اندازه‌ی یک مؤمن واقعی مصمم شد. اگر جراح مغز نبود و در قلمرو اتاق عمل با مرگ و زندگی دست و پنجه نرم نمی‌کرد، می‌گفتند کله‌اش بوی قورمه‌سبزی می‌دهد. اتاق عمل جایی برای توهم و غرور نیست. لوتهارت بهتر از خیلی‌ها می‌داند که جراحی مغز در نظر بیمار، خطرناک، ترسناک و دشوار است. اما درکش از مغز، به او چشم‌انداز روشنی از محدودیت‌های ذاتی آن و توان بالقوه‌ی فن‌آوری برای غلبه بر آنها داده است. او مصر است که وقتی بقیه‌ی دنیا این قضیه را درک کنند و فن‌آوری‌ها پیشرفته‌تر شوند، انسان همان کار همیشگی‌اش را می‌کند: تکامل می‌یابد. البته این بار با کمک تراشه‌هایی که در مغزش کار گذاشته‌اند!

لوتهارت می‌گوید: «یکپارچه‌سازی سیال عصبی در شرف وقوع است. معلوم نیست که چه زمانی به واقعیت بپیوندد. با وجود چشم‌اندازی ۱۰ یا ۱۰۰ ساله، پیشرفتی مهم در سیر تاریخ انسان به حساب می‌آید.»

لوتهارت تنها کسی نیست که در زمینه‌ی میانجی‌های مغز-رایانه، بلندپروازی‌های عجیب و غریب دارد. در سال ۲۰۱۶، ایلان ماسک، یکی از بنیان‌گذاران تسلا و اسپیس‌اکس، نورالینک را به راه انداخت. نورالینک ابتکاری با هدف ساخت دستگاه‌هایی برای تسهیل تلفیق ذهن-ماشین است. مارک زاکربرگ، بنیان‌گذار فیس‌بوک نیز روياهای مشابهی را بیان کرده و در سال ۲۰۱۷، شرکت او اعلام کرد که با ۶۰ مهندس دارند بر روی ساخت میانجی‌هایی کار می‌کنند که به فرد اجازه می‌دهند با ذهن‌اش تایپ کند. برایان جانسون، بنیان‌گذار نظام پرداخت آنلاین برین‌تری[2]، دارایی خود را برای سرمایه‌بخشی به کرنل خرج می‌کند. او امیدوار است شرکت کرنل که با هدف توسعه‌ی پروتزهای عصبی فعالیت می‌کند، بالاخره بتواند هوش، حافظه و دیگر جنبه‌های شناخت را ارتقاء دهد.

با این حال، این برنامه‌ها همه در فازهای ابتدایی و در حجاب رازداری هستند. همین باعث می‌شود که ارزیابی میزان پیشرفت یا عملی‌بودن آنها دشوار باشد. چالش‌ها بر سر راه میانجی‌های مغز-رایانه بی‌شمارند. دستگاه‌هایی که زاکربرگ و ماسک از آنها سخن می‌گویند برای ایجاد اتصال مکانیکی یک‌سره و ارتباط بین کامپیوترهای سیلیکونی و ماده‌ی خاکستری پیچیده‌ی مغز انسان، فقط به سخت‌افزار بهتر نیاز ندارند، بلکه در کنار آن باید قدرت محاسباتی کافی را برای درک توده‌ی داده‌هایی که در هر لحظه تولید می‌شوند داشته باشند. از طرف دیگر ما هنوز رمزی را که مغز با آن کار می‌کند، نمی‌دانیم. به عبارت دیگر، باید یاد بگیریم که چه‌طور ذهن افراد را بخوانیم.

اما لوتهارت یکی از آنهایی است که فکر می‌کند در طول عمر خودش، شاهد این موفقیت خواهد بود. او می‌گوید: «با این سرعت تغییر فن‌آوری، اینکه فکر کنیم ظرف ۲۰ سال آینده می‌شود یک تلفن همراه را توی دانه‌ی برنج جا کرد، عجیب نیست. این دانه برنج را می‌شود با یک روش کم‌تهاجمی داخل کله‌ی افراد جا کرد تا به عنوان یک میانجی مغز-رایانه‌ی بسیار مؤثر، محاسبات لازم را انجام دهد.»

رمزگشایی مغز

دانشمندان فهمیده‌اند که شلیک سلول‌های عصبی ما همان‌چیزی است اجازه‌ی حرکت، حس کردن و تفکر می‌دهد. اما رمزگشایی نحوه‌ی گفتگوی سلول‌های عصبی با یکدیگر و با بقیه‌ی بدن، یعنی به وجود آوردن ظرفیت گوش دادن و درک روش دقیق عملکرد سلول‌های عصبی، از دیرباز به عنوان یکی از مأموریت‌های ناشدنی وجود داشته است.

در اوایل دهه‌ی ۸۰ میلادی، مهندسی به نام آپوستولوس جورجوپولوس، در دانشگاه جان هاپکینز، راه را برای انقلاب فعلی در میانجی‌های مغز-رایانه هموار کرد. جورجوپولوس در مناطق پردازش عالی قشر حرکتی مخ، سلول‌های عصبی‌ای را کشف کرد که قبل از انجام حرکات خاصی، مثلاً خم کردن مچ به سمت راست، یا حرکت رو به پایین بازو، شلیک می‌کردند. چیزی که کشف جورجوپولوس را این‌قدر مهم می‌کرد آن بود که می‌شد این سیگنال‌ها را ثبت و از آنها برای پیش‌بینی جهت و شدت حرکت استفاده کرد. برخی از این الگوهای شلیک نورونی باعث جهت دادن به رفتار تعداد زیادی از سلول‌های عصبی سطوح پایین‌تر می‌شد که با همکاری یکدیگر عضلات منفرد و در نهایت یک اندام را به حرکت درمی‌آوردند.

جراحی که می‌خواهد با کاشت ریزتراشه‌ای در مغز، آدم‌ها را به اینترنت وصل کند

جورجوپولوس با استفاده از آرایه‌های الکترودهای متعدد برای پایش این سیگنال‌های سطح عالی، نشان داد که نه تنها می‌تواند پیش‌بینی کند که میمون دسته‌ی بازی را در یک فضای سه‌بعدی به کدام سمت می‌چرخاند، بلکه حتی می‌تواند سرعت و نحوه‌ی تغییر آن در طی زمان را هم تعیین کند.

روشن بود که این همان نوع داده‌ای است که می‌شود از آن برای کمک به یک بیمار فلج استفاده کرد تا روی عضو مصنوعی، کنترل ذهنی به دست آورد؛ کاری که یکی از شاگردان جورجوپولوس، اندرو شوارتس، در دهه‌ی ۹۰ انجام داد. اواخر این دهه، شوارتس که اکنون در دانشگاه پیتسبورگ زیست‌شناس اعصاب است، الکترودهایی را در مغز میمون‌ها کار گذاشت و کم کم نشان داد که می‌شود میمون‌ها را تمرین داد تا فقط با فکرشان، اندام‌های روباتیک را کنترل کنند.

لوتهارت، که آن زمان در سنت‌لویس بود و قرار بود در سال ۱۹۹۹ در دانشگاه واشنگتن رزیدنت جراحی اعصاب شود، از چنین آزمایشی الهام گرفت. وقتی که به یک سال تحقیقات اجباری گمارده شد و باید تصمیم می‌گرفت که چه‌طور آن را بگذراند، درک روشنی از کاری که می‌خواست بکند داشت. موفقیت اولیه‌ی شوارتس، لوتهارت را قانع کرده بود که علمی‌تخیلی در شرف پیوستن به واقعیت است. دانشمندان بالاخره داشتند اولین قدم‌های محتاطانه را به سوی پیوند ماشین و انسان برمی‌داشتند. لوتهارت می‌خواست که بخشی از این انقلاب قریب‌الوقوع باشد.

او در این فکر بود که یک سال زمان خود را به مطالعه روی مسئله‌ی زخم‌های موش‌ها بگذارد: به مرور زمان، الکترودهای منفردی که شوارتس و دیگران کار می‌گذاشتند باعث ایجاد واکنش‌های التهابی می‌شد. یا اینکه این الکترودها در غلاف سلول‌های مغز فرو می‌رفتند و قابلیت حرکت را از دست می‌دادند. اما وقتی لوتهارت و مشاورش می‌خواستند نقشه بریزند، فکر بهتری به ذهن‌شان رسید. چرا اصلاً نروند دنبال یک تکنیک ثبت کاملاً متفاوت؟

لوتهارت می‌گوید: «آن موقع بود که گفتیم ما این همه آدم داریم که الکترود دارند! چرا روی آنها آزمایش نکنیم؟»

جورجوپولوس و شوارتز داده‌های خود را با استفاده از تکنیکی جمع‌آوری کرده بودند که بر پایه‌ی میکروالکترودهای کنار غشای سلول‌های عصبی منفرد است و می‌تواند تغییرات ولتاژ سلول را شناسایی کند. الکترودهایی که لوتهارت استفاده کرد- همان‌هایی که قبل از جراحی بیماران صرعی به کار می‌روند- بسیار بزرگ‌تر بودند و روی سطح مخ، زیر پوست سر و روی نوارهای پلاستیکی، سیگنال‌های تولیدی صدها هزار نورون را به صورت همزمان ثبت می‌کردند. لوتهارت برای نصب این الکترودها یک عمل ابتدایی انجام می‌داد. او قسمت بالایی جمجمه را برمی‌داشت، سخت‌شامه (بیرونی‌ترین لایه‌ی مغز) را سوراخ می‌کرد و الکترودها را به صورت مستقیم روی مغز قرار می‌داد. سپس این الکترودها را به سیم‌هایی وصل می‌کرد که از سر بیمار بیرون آمده، دسته می‌شدند و به ماشینی می‌رسیدند که می‌توانست سیگنال‌های مغزی را تحلیل کند.

چنین الکترودهایی تا چندین دهه برای کشف منشأ دقیق تشنج در مغز بیماران مبتلا به صرع با تشنج‌های مقاوم استفاده می‌شد. پس از جراحی اولیه، داروی ضد تشنج بیمار قطع می‌شود. این کار در نهایت باعث ایجاد حمله‌ی تشنجی شده و داده‌های منبع فیزیکی آن به پزشکانی مثل لوتهارت کمک می‌کند تا تصمیم بگیرند کدام ناحیه از مغز را برای جلوگیری از حملات تشنجی خارج کنند.

جراحی که می‌خواهد با کاشت ریزتراشه‌ای در مغز، آدم‌ها را به اینترنت وصل کند

اما خیلی‌ها شک داشتند که این الکترودها بتوانند اطلاعات کافی را برای کنترل پروتز ارائه دهند. لوتهارت برای دانستن این قضیه، گروین شالک، دانشمند کامپیوتر که در مرکز وادزورث مشغول بود، را به خدمت گرفت. مرکز وادزورث یک آزمایشگاه سلامت جمعی در نهاد سلامت ایالت نیویورک است. پیشرفت به سرعت حاصل شد. ظرف چند سال آزمایش، بیماران لوتهارت ظرفیت کافی را برای انجام بازی مهاجمان فضایی صرفاً به وسیله‌ی فکرشان نشان دادند. در این بازی یک سفینه‌ی مجازی را باید به چپ و راست حرکت داد. بعد از این بود که بیماران موفق شدند یک نشانگر را در فضای سه‌بعدی روی صفحه حرکت دهند.

در سال ۲۰۰۶، المار اشمایسر، مدیر برنامه‌ی دفتر تحقیقات ارتش ایالات متحده، پس از سخنرانی شالک راجع به این موضوع در یک کنفرانس نزد او رفت. اشمایسر چیز بسیار پیچیده‌تری در ذهن داشت. او می‌خواست ببیند که آیا رمزگشایی «کلام تصورشده»، یعنی کلماتی که به زبان نیامده، اما در ذهن فرد بیان می‌شوند، ممکن است یا خیر. اشمایسر، که او هم طرفدار علمی‌تخیلی بود، از مدت‌ها قبل رویای ساخت یک «کلاه فکر» را در سر داشت. کلاهی که می‌توانست فکر کلام سربازان را بخواند و آن را به صورت بی‌سیم به گوشی یک سرباز دیگر مخابره کند.

لوتهارت ۱۲ بیمار صرعی گرفتار در تخت را به کار گرفت، آنها را در اتاق‌هایشان حبس کرد و در زمانی که منتظر تشنج بودند، به هر یک از آنها ۳۶ کلمه نشان داد که همه‌شان ساختار صامت-مصوت نسبتاً ساده‌ای داشتند. مثلاً: bet، bat، beat و boot. او از بیماران خواست که کلمه‌ها را بلند بگویند و بعد فقط گفتن آنها را تصور کنند. او ابتدا دستورات را به صورت بصری (روی یک صفحه‌ی نمایشگر) بدون صدا و بعد به صورت کلامی و بدون تصویر نشان داد تا با اطمینان بتواند سیگنال‌های حسی ورودی را افتراق دهد. سپس داده‌های خود را جهت تحلیل برای شالک فرستاد.

نرم‌افزار شالک بر پایه‌ی الگوریتم‌های تشخیصی استوار است. برنامه‌های او را می‌توان برای شناسایی الگوهای گروهی از نورون‌های مرتبط با یک وظیفه یا فکر خاص تمرین داد. با وجود حداقل ۵۰ تا  ۲۰۰ الکترود که هر کدام ۱۰۰۰ ثبت در ثانیه می‌گیرند، این برنامه‌ها باید تعداد بسیار زیادی از متغیرها را تحلیل کنند. هرچه الکترودها بیشتر باشند و تعداد سلول‌های عصبی مربوط به هر الکترود کمتر باشند، شانس شناسایی الگوهای معنی‌دار بیشتر می‌شود، البته به شرطی که بتوان توان محاسباتی کافی را برای تشخیص نویزهای نامربوط فراهم کرد.

شالک می‌گوید: «هرچه تفکیک‌پذیری بیشتر باشد، بهتر است اما کمترین دقت در حد ۵۰ هزار عدد در ثانیه است. باید چیزی که واقعاً به آن علاقه‌مندید را استخراج کنید که آنچنان راحت نیست.»

با این حال، نتایج شالک به طرز عجیبی قدرتمند بودند. همان‌طور که انتظار می‌رفت، وقتی بیماران لوتهارت کلمه‌ای را به زبان می‌آوردند، داده‌ها نشان‌دهنده‌ی فعالیت در نواحی مربوط به عضلات تولید کلام در قشر مخ بودند. قشر شنوایی مخ و ناحیه‌ی دیگری در نزدیکی آن که از مدت‌ها پیش با پردازش کلام ارتباط داده شده بود نیز دقیقاً در همان لحظات فعال می‌شدند. جالب آنکه هنگامی که بیماران بدون صدا کلمات را تصور می‌کردند هم، الگوهای مشابه، با تفاوت ناچیزی دیده می‌شد.

شالک، لوتهارت و بقیه‌ی افراد مشغول در این پروژه باور داشتند که صدای کوچکی که هنگام تصور سخن گفتن در ذهن‌مان می‌شنویم را پیدا کرده‌اند. این سیستم هیچ‌گاه کامل نشده است: پس از سال‌ها تلاش و بهینه‌سازی الگوریتم‌ها، برنامه‌ی شالک ۴۵ درصد از اوقات درست حدس می‌زند. اما به جای تلاش برای بالا بردن این درصد (با بهبود حسگرها)، شالک و لوتهارت تمرکز خود را بر رمزگشایی اجزای پیچیده‌تر کلام گذاشته‌اند.

در سال‌های اخیر، شالک به گسترش یافته‌های خود درباره‌ی کلام تصور شده و واقعی پرداخته است. او می‌تواند زمانی که بیمار به سخنرانی «من رویایی دارمِ» مارتین لوتر کینگ فکر می‌کند را از هنگامی که به نطق گتیسبورگ آبراهام لینکن فکر می‌کند، افتراق دهد. در عین حال لوتهارت تلاش کرده تا به قلمروی بعدی برسد: تشخیص نحوه‌ی رمزگذاری مفاهیم عقلانی در مناطق متفاوت مغز.

اطلاعات مربوط به این تلاش هنوز منتشر نشده‌اند اما لوتهارت می‌گوید: «راستش اینست که هنوز داریم سعی می‌کنیم از آن سر درآوریم.» او تأیید می‌کند که آزمایشگاه او در حال نزدیک شدن به حد ممکن با استفاده از فن‌آوری‌های فعلی است.

کاشت پروتزها در آینده

لوتهارت می‌گوید: «لحظه‌ای که به شواهد اولیه‌ مبنی بر توانایی رمزگشایی مقاصد دست یافتیم، فهمیدم که در مسیر قرار گرفته‌ایم.»

کمی پس از حصول این نتایج، لوتهارت هفت روز به مرخصی رفت تا راجع به آینده بنویسد، آن را تصویر کند و راجع به اهداف کوتاه و بلندمدت بی‌اندیشد. او تصمیم گرفت که قبل از همه‌چیز باید بشریت را برای آنچه در شرف وقوع است، آماده کند. کاری که هنوز هم بخش بسیار زیادی از آن باقی مانده.

لوتهارت اصرار دارد که با بودجه‌ی کافی، پس از انجام عمل جراحی و با لم دادن در صندلی دفتر کارش می‌تواند یک پروتز کاشتنی برای بازار عمومی بسازد که به شخص اجازه‌ی استفاده از کامپیوتر و کنترل نشانگر در فضای سه‌بعدی را می‌دهند. به علاوه کاربران می‌توانند کارهایی نظیر خاموش و روشن کردن لامپ‌ها یا بالا و پایین بردن دمای سیستم گرمایش را فقط با فکر کردن به آنها، انجام دهند. حتی شاید بتوانند احساس لامسه‌ی مصنوعی را تجربه کنند و به روشی ابتدایی برای تبدیل فکر کلام به متن دسترسی پیدا کنند. او می‌گوید: «با فن‌آوری فعلی، من می‌توانم یک دستگاه کاشتنی بسازم. اما مگر چه‌قدر از مردم الان آن را می‌خواهند؟ به نظرم برداشتن قدم‌های کوچک و عملی برای حرکت دادن مردم در طول این مسیر به سوی دورنمای بلندمدت اهمیت دارد.»

جراحی که می‌خواهد با کاشت ریزتراشه‌ای در مغز، آدم‌ها را به اینترنت وصل کند

لوتهارت به همین منظور شرکت نورولوشنز را تأسیس کرد. هدف این شرکت آنست که نشان دهد حتی امروز هم، بازاری برای دستگاه‌های ساده‌ی پیونددهنده‌ی ذهن و ماشین وجود دارد و می‌خواهد که ابتدا از این فن‌آوری برای کمک به افراد استفاده کند. نورولوشنز تا کنون چندین میلیون دلار سرمایه جذب کرده و یک میانجی غیرتهاجمی مغز را برای استفاده در قربانیان سکته‌ی مغزی که عملکرد یک طرف بدن خود را از دست داده‌اند، به مرحله‌ی کارآزمایی‌های انسانی رسانده است.

این دستگاه شامل الکترودهای پایشگر مغز است که روی پوست سر قرار می‌گیرد و به یک ارتوز بازو متصل‌اند. این دستگاه می‌تواند علامت عصبی حرکت عامدانه را قبل از رسیدن سیگنال به ناحیه‌ی حرکتی مغز، تشخیص دهد. سیگنال‌های عصبی در سمت مخالف ناحیه‌ی آسیب‌دیده از سکته هستند و بنا بر این معمولاً دست‌نخورده‌ باقی می‌مانند. با تشخیص این سیگنال‌ها، تقویت و استفاده از آنها برای کنترل دستگاهی که عضو فلج را تکان می‌دهد، لوتهارت متوجه شده که فی‌الواقع می‌تواند به بازیابی کنترل مستقل عضو فرد، به شیوه‌ای بسیار سریع‌تر و اثربخش‌تر از رویکردهای فعلی موجود در بازار، کمک کند. نکته‌ی مهم آنست که از این دستگاه می‌توان بدون انجام جراحی مغز بهره برد.

اگرچه فن‌آوری به کار رفته در این روش در قیاس با نقشه‌های عظیم لوتهارت برای آینده بسیار ساده‌اند، او باور دارد که در این حیطه، همین الان قادر است زندگی افراد را به طور معنی‌داری متحول کند. هر سال حدود ۷۰۰ هزار نفر در ایالات متحده به سکته‌ی مغزی جدید دچار می‌شوند که شایع‌ترین عیب حرکتی ناشی از آن، فلج دست است. پیدا کردن راهی برای کمک به بازیابی عملکرد تعداد بیشتری از این افراد –و نشان دادن سرعت و اثربخشی بیشتر- نه تنها قدرت میانجی‌های مغز-رایانه را نشان می‌دهد، بلکه مرتفع‌کننده‌ی یک نیاز بسیار بزرگ پزشکی است.

استفاده از الکترودهای غیر تهاجمی که روی پوست سر قرار می‌گیرند، از ناخوشایندی این نوآوری برای بیماران می‌کاهد، اما در عین حال محدودیت‌های شدیدی به همراه دارد. سیگنال‌های ولتاژ که از سلول‌های مغزی می‌آیند ممکن است در هنگام عبور از پوست سر و رسیدن به حسگر‌ها خفه‌ یا در هنگام عبور از استخوان جمجمه پخش شوند. هر کدام از این مشکلات، شناسایی و تفسیر منبع آنها را دشوار می‌سازد.

لوتهارت با استفاده از الکترودهای کاشتنی که روی سطح قشر مخ قرار می‌گیرند، می‌تواند کارهای به مراتب متحول‌کننده‌تری انجام دهد. اما او طی تجربه‌های دردناک آموخته است که نه تنها بیماران، بلکه سرمایه‌گذاران هم به سختی زیر بار جراحی انتخابی مغز می‌روند.

وقتی که با شالک در سال ۲۰۰۸ نورولوشنز را تأسیس می‌کردند، امیدوار بودند که بتوانند با آوردن یک دستگاه میانجی اینچنینی به بازار، حرکات افراد فلج را بازیابی کنند. اما سرمایه‌گذاران علاقه‌مند نبودند. یکی از دلایلش این بود که استارت‌آپ‌های دانشمندان علوم اعصاب بیشتر از یک دهه است که دارند روی میانجی‌های مغز-رایانه آزمایش می‌کنند و در زمینه‌ی تبدیل این فن‌آوری به درمان مؤثری برای بیماران فلج، موفقیت چندانی کسب نکرده‌اند. جمعیت بیماران مناسب، حداقل در مقایسه با برخی از دیگر بیماری‌هایی که هدف استارت‌آپ‌های دستگاه‌های پزشکی برای جلب سرمایه هستند، محدود است. (حدود ۴۰ هزار نفر در ایالات متحده به فلج کامل چهار اندام مبتلا هستند.) به علاوه اکثر کارهایی که با این میانجی‌ها قابل انجام است را می‌توان با دستگاه‌های غیرتهاجمی به ثمر رساندند. حتی اکثر بیماران قفل‌شده نیز همچنان می‌توانند پلک بزنند یا یک انگشت خود را تکان دهند. روش‌هایی که بر پایه‌ی این حرکت باقی‌مانده هستند را می‌شود برای وارد کردن داده‌ها یا حرکت دادن صندلی چرخ‌دار به شیوه‌ای بی‌خطر و بدون دوره‌ی نقاهت یا هزینه‌ی روانی مربوط به کاشت الکترودها روی سطح مغز به کار برد.

برای همین لوتهارت و شالک پس از شکست خوردن در اولین تلاش‌ها برای جذب سرمایه، نگاه خود را بر روی هدف کوچک‌تری متمرکز کردند. آنها اتفاقی متوجه شدند که حتی بعد از برداشتن ارتوز، بسیاری از بیماران همچنان دچار بهبود عملکرد می‌شدند و مثلاً کنترل حرکات ظریف انگشتان خود را هم بازمی‌یافتند. معلوم شد که اغلب اوقات بیماران فقط به تلنگری کوچک نیاز داشتند. بعد، با به وجود آمدن مسیرهای عصبی جدید، مغز به مدل‌سازی دوباره و گسترش آن ادامه می‌داد تا آنها بتوانند فرمان‌های حرکتی پیچیده‌تری را که خطاب به دست صادر می‌شد، انجام دهند.

لوتهارت امیدوار است موفقیت اولیه‌ای که از این بیماران انتظار دارد، برخی از آنها را تشویق کند تا به یک سیستم قدرتمندتر تهاجمی روی بیاورند. او می‌گوید: «چند سال دیگر ممکن است به بیمار بگوییم که گرچه فلان راه غیرتهاجمی این‌قدر فایده دارد، حالا با وجود دانش و بقیه‌ی چیزهایی که داریم، می‌شود این‌قدر فایده‌ی بیشتر برد و عملکرد را حتی بیش از پیش ارتقا داد.»

لوتهارت آن‌قدر مشتاق است علاقه‌ی خود به اثرات متحول‌کننده‌ی این فن‌آوری را با دنیا به اشتراک بگذارد که تلاش کرده تا از طریق هنر، عوام را در این قضیه درگیر کند. او علاوه بر نوشتن رمان و نمایش‌نامه، همراه با یکی از دوستان جراح‌‌اش روی پادکست و سریالی یوتیوبی کار می‌کند که در آن، این دو به بحث راجع به فن‌آوری و فلسفه هنگام صرف قهوه و دونات می‌پردازند.

در کتاب اول لوتهارت، شیطان‌ سرخ ۴، یکی از شخصیت‌ها در حالیکه روی کاناپه نشسته، از «پروتز قشری» خود برای تجربه‌ی کوهنوردی در کوه‌های هیمالیا استفاده می‌کند. شخصیت دیگری که کارآگاه پلیس است، به صورت تله‌پاتی با همکار خود مشورت می‌کند و راجع به نحوه‌ی بازپرسی از مظنون به قتل که جلوی آنها ایستاده، کمک می‌خواهد. هر شخصیتی به سرعت یک فکر عادی، به تمام دانش موجود در کتابخانه‌های دنیا دسترسی دارد. هیچ‌کس مجبور نیست تنها باشد و بدن‌های ما دیگر محدودمان نمی‌کنند. اما از طرف دیگر، مغزهای ما در برابر ویروس‌های کامپیوتری آسیب‌پذیر هستند. این ویروس‌ها می‌توانند افراد را مجنون کنند.

لوتهارت تصدیق می‌کند که در حال حاضر، هنوز قدرت ثبت و تحریک تعداد کافی از سلول‌های عصبی را برای تحقق این چشم‌اندازها نداریم. اما او مدعی است که گفتگوهایش با سرمایه‌گذاران «سیلیکون‌ولی» باعث شده به وقوع زودهنگام انفجار نوآوری خوش‌بین باشد.

جراحی که می‌خواهد با کاشت ریزتراشه‌ای در مغز، آدم‌ها را به اینترنت وصل کند

شالک کمتر خوش‌بین است. او شک دارد که فیس‌بوک، ماسک و دیگران چیز زیادی از خودشان به مأموریت ساخت میانجی بهتر بی‌افزایند.

شالک می‌گوید: «آنها قرار نیست کاری متفاوت از کاری که جامعه‌ی علمی به تنهایی انجام می‌دهد، بکنند. شاید چیزی از آن در بیاید، اما این‌طور نیست که صاحب چیزی باشند که بقیه ندارند.»

شالک می‌گوید که استفاده از یک میانجی مغز-رایانه در پنج تا ۱۰ سال آینده برای بازتوانی قربانیان سکته‌ی مغزی، جراحات نخاعی، درد مزمن و دیگر اختلال‌ها، «بسیار بسیار واضح» است. اما او تکنیک‌های ثبت فعلی را با رایانه‌های IBM در دهه‌ی ۶۰ مقایسه کرده و آنها را «منسوخ» می‌داند. به باور او، برای دست‌یابیِ فن‌آوری به توان بالقوه‌ی واقعی خود در بلندمدت، به یک جور تکنیک تصویربرداری از مغز نیاز است که بتواند در یک لحظه فعالیت تعداد بسیار بیشتری از نورون‌ها را بخواند.

شالک می‌گوید: «چیزی که واقعاً به آن محتاجیم آنست که بتوانیم به مغز گوش کنیم و جوری با آن صحبت کنیم که مغز نتواند آن را از ارتباطات درونی خود افتراق دهد؛ که در حال حاضر قادر به انجامش نیستیم. در حال حاضر اصلاً نمی‌دانیم که چه‌طور باید این کار را انجام دهیم. اما در عین حال برای من واضح است که این قضیه به وقوع خواهد پیوست. اگر این اتفاق بی‌افتد، زندگی‌ ما تغییر می‌کند و این تغییر به گونه‌ای بی‌سابقه رخ خواهد داد.»

اینکه این موفقیت چه زمانی و در کجا رخ خواهد داد، روشن نیست. پس از چندین دهه تحقیقات و پیشرفت، بسیاری از چالش‌های فن‌آوری پیشین، هنوز دست‌نیافتنی باقی مانده‌اند. با این حال پیشرفت‌های علوم اعصاب، سخت‌افزار و نرم‌افزار رایانه، این نتیجه را، حداقل در چشم آنها که باور راستین دارند، غیر قابل اجتناب می‌کند.

لوتهارت می‌گوید: «حداقل سر و صدایی که از سیلیکون‌ولی بلند می‌شود، هیجانی واقعی را درباره‌ی عملی بودن استفاده از میانجی‌های مغز-رایانه برانگیخته است. این را قبلاً ندیده بودیم.» و اگرچه اذعان می‌کند در صورتی که این قضیه مبالغه از آب درآید، می‌تواند این حوزه را یک یا دو دهه عقب بی‌اندازد، بر این باور است که هیچ‌چیز ما را از نیل به هدف غایی باز نخواهد داشت: یک فن‌آوری که اجازه‌ی ارتقای محدودیت‌های شناختی و فیزیکی‌ را خواهد داد. محدودیت‌هایی که انسان‌های نسل‌های پیشین بدون چون و چرا آنها را می‌پذیرفتند.

او اصرار دارد که: «این اتفاق خواهد افتاد و توان تغییر مسیر تکاملی نژاد انسان را دارد.»


[1] منظور فیلم Blade Runner است که در آن از واژه‌ی replicant برای اشاره به اندرویدها استفاده می‌شود. م.

[2] ‌Braintree

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.