البوابة الثلاثية لقطب واجهة الدماغ والحاسوب

متدرب الصحافة يين جينغفي

قطب كهربائي واحد، أصبح الآن بمثابة “جبل سانغانلينغ” في صناعة واجهات الدماغ والحاسوب. بينما يركز العالم على مقارنة عدد القنوات وحجم الرقائق، يبقى سؤال أكثر أساسية دون إجابة: كم من الوقت يمكن لهذا الشيء أن يبقى داخل الدماغ؟ وقبل سؤال “مدة الاستخدام”، هناك مشكلة أسبق: من أي مادة ينبغي تصنيعه؟ في الطريق التدخلي، بعد فتح الجمجمة، كيف نجمع البيانات، وإلى أي عمق يجب أن نصل؟ الصناعة تبحث بنشاط عن حلول.

مشكلة الصلابة: المادة يجب أن تكون ناعمة

قال مسؤول من الصناعة لصحيفة ساكسيتون إن “الدماغ ناعم كالتوفو، لكن المسبارات المصنوعة من المعادن التقليدية أو السيليكون تكون قاسية بشكل خاص، وعند الاختراق، تقوم بقطع أنسجة الدماغ على المستوى المجهري، وتتحرك مع التنفس، مما يصعب تتبع الإشارة بشكل ثابت. والأخطر أن المواد الصلبة تثير رد فعل مناعي، مما يؤدي إلى موت خلايا الأعصاب في مكان الزرع، وتختفي الإشارات التي كانت واضحة في البداية.”

أصبح “أن المادة يجب أن تكون ناعمة” إجماعًا في الصناعة. على هذا الأساس، بدأ مساران تقنيان في التفرع: أحدهما هو البحث عن مواد ناعمة جديدة بالكامل، والآخر هو تحسين المواد السائدة الحالية هندسيًا.

اختار فريق لي جيا تطوير مادة جديدة ناعمة ومرنة بطبيعتها — مادة فلووروبوليمر مرن، تشبه المطاط في المرونة، ومقاومة للتآكل بواسطة السوائل. في 2021، أسس لي جيا وفريقه شركة Axoft، وحصل منتجها على اعتماد جهاز متميز من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA). نظرًا لأن المادة ودماغ الإنسان كلاهما من المواد المرنة، فهي لا تتغير موضعياً أثناء التنفس والأنشطة الفسيولوجية، مما يحل من حيث المبدأ مشكلة انحراف الأقطاب المناعي.

لكن، هذا ليس الطريق الوحيد. يقول لي جيان، مدير مشروع واجهات الدماغ في معهد تكنولوجيا المستقبل في جامعة بكين: “المسبارات المرنة التي تستخدم حاليًا في الداخل والخارج، مثل Neuralink و阶梯医疗، غالبًا ما تستخدم مادة البولييميد، وتقلل من صلابة الانحناء لتحقيق ‘مرونة فيزيائية’.” هذا ناتج عن سنوات من التجارب المختبرية — فهي متوافقة حيوياً، وتتمتع بموصلية جيدة، وسلسلة التوريد ناضجة، والتكلفة قابلة للتحكم.

البولييميد ليس الحل النهائي أيضًا. يقول لي جيان، مدير سوق Shenzhen Weiling Medical: “المدة الفعالة للتقنيات الحالية حوالي سنتين إلى ثلاث سنوات، ولتحقيق وظيفة دائمة، لا بد من استبدال المادة في الدماغ.”

بالنسبة لمسار البولييميد، تستكشف الشركات تقنيات وهياكل مختلفة. طورت شركة Zhiran Medical مسبارات مرنة يمكن تمديدها، بحيث تتبع حركات أنسجة الدماغ بشكل مستقل عن التوتر. شركة 阶梯医疗 تصنع مسبارات بحجم الخلية — سمكها فقط ميكرومتر واحد، ومساحة مقطعها تساوي واحد على ثلاثمائة من خيوط الشعر. فريق لي جيان ابتكر بنية “لفائف سويسري”، حيث يلف غشاء مرن ثنائي الأبعاد على شكل إبرة، يمكن أن يجمع 1024 قناة على إبرة واحدة، لتحقيق توازن بين التدفق العالي والاستقرار طويل الأمد.

الاختيار بين المسارين: “إدخاله” أم “لصقه”

بعيدًا عن جدل المواد، هناك خلاف جوهري حول المسار: هل يجب أن يكون القطب “مدخلاً” في الدماغ أم “ملتصقًا” على السطح؟

قال陶虎، مؤسس ورئيس علمي لشركة BrainTiger، لصحيفة ساكسيتون: “Neuralink تستخدم مسار الأقطاب العميقة، وتدخل إلى قشرة الدماغ مثل خيوط الشعر.” أما شركة BrainTiger، فاختارت طريقة التلاصق على سطح القشرة، حيث تلصق غشاء رقيق من المسبار على سطح الدماغ. تواجه الأقطاب العميقة مشكلتين رئيسيتين: رد الفعل المناعي الذي يقلل من الإشارة، وخطر اهتزاز الأقطاب وإحداث إصابات في الأنسجة. “نحن نركز على سلامة المريض.”

شركة Shenzhen Weiling Medical تتقدم خطوة أبعد. طورت مسبار قشرة عالي الكثافة بسمك 10 ميكرومتر، يمكن لصقه على سطح الدماغ غير المستوي كأنه غشاء رقيق. قال لي جيان: “بعد إدخاله، يتلف جزء من القشرة. وإذا حدث خطأ في المسبار، لا يمكن استبداله.” وأكد أن من الناحية الأخلاقية، لا يمكن أن يسبب العلاج ضررًا إضافيًا للمريض. المسبار الذي يُلصق يمكن إزالته بمحلول ملحي بسهولة، ولن يضر الأنسجة الدماغية.

من هنا، يرى لي جيان أن الصناعة تتقسم إلى اتجاهين: أحدهما هو “الطب”، الذي يهدف إلى إعادة تشكيل الوظائف العصبية أو استبدالها؛ والآخر هو “التقنية”، الذي يحاكي مسار Neuralink لعرض مؤشرات الدماغ والتحكم في الكراسي المتحركة، وهو ما يراه غير ضروري من الناحية السريرية، ويبالغ في قيمته.

السؤال عن المخاطر: من السرير إلى الانتشار لا يزال طريقًا طويلاً

قال لي جيان: “على الأقل من حيث الأجهزة، تكنولوجيا مواد الأقطاب المحلية توازي المستوى الدولي المتقدم.” لكن، “الجزء الأخير، الميكرومتر الأخير، عالق في مكان آخر.”

قال لي جيان: “المشكلة الأساسية الآن هي ما إذا كان يمكن ضمان استقرار طويل الأمد لإشارات الخلايا العصبية المفردة.” يوضح أن المشكلة ليست في الأداء الكهربائي للقطب، بل في مدى قدرته على البقاء ثابتًا في الدماغ لعدة شهور أو سنوات، بحيث يظل قادرًا على سماع نشاط خلية عصبية واحدة. “لقد أثبتنا استقرار الأقطاب على الحيوانات على مدى سنوات، لكن لم نختبرها بعد على البشر.”

هذه فجوة كبيرة. يمكن أن تستمر التجارب على الحيوانات عامين، وتكون البيانات جيدة، لكن بيئة الدماغ البشرية أكثر تعقيدًا، مع ردود فعل مناعية، وندبات من الجليال، وهذه العوامل التي يصعب تكرارها في الحيوانات، قد تجعل الإشارة تتلاشى مع مرور الوقت. قال لي جيان: “الاختبار الصعب هو أن نراقب لفترة طويلة، ثم نعيد تقييم المواد والتصميم والإجراءات بناءً على النتائج، وكيفية تحسينها باستمرار.”

أما عن إمكانية التوسع في السوق، فالاتفاق بين الخبراء هو أن “الوقت لا يزال غير ناضج.” ستبدأ التجارب السريرية في معظم الشركات المحلية بعد 2025، وبما أن الأجهزة الطبية من الفئة الثالثة عالية المخاطر، فإن عملية التحقق السريري والموافقة على الإدراج في السوق، ثم الانتشار الواسع، لا تزال طريقًا طويلًا.

وضح لي جيان أن هناك سوء فهم حول العمليات الجراحية، وقال: “ليس كما يروج ماسك، أن الزرع اليوم يمكن أن يعيشه غدًا ويقفز ويجري.” قبول الجسم لوجود جسم غريب داخله عملية طويلة جدًا. “من الناحية السريرية، سنة واحدة على الأقل هي الحد الأدنى.”

أكد جميع المشاركين أن “السلامة طويلة الأمد تتطلب وقتًا للتحقق.”

الأزمة لا تقتصر على الأقطاب فقط. قال陶虎: “البرمجة العصبية والتشفير لا تزال تواجه نقصًا في الكفاءات و"جزر البيانات” — حيث أن بيانات EEG نادرة جدًا ومتنوعة بشكل كبير بين الأفراد." وأضاف أن الأجهزة مجرد قمة جبل الجليد، وتحت السطح هناك خوارزميات، وبيانات، وتحقق سريري يحتاج إلى تعاون أطول.

قال لي جيان: “الزمن سيظهر من ينجح ومن يفشل.”