تراشه‌ای که با کمک هوش مصنوعی می‌تواند حافظه آسیب‌دیدگان مغزی را تقویت کند

پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا در آمریکا موفق به توسعه یک سامانه عصبی هوشمند شده‌اند که با استفاده از هوش مصنوعی، فعالیت مغز را تحلیل می‌کند و با ارسال پالس‌های الکتریکی شخصی‌سازی‌شده، به بهبود عملکرد حافظه کمک می‌کند. این فناوری می‌تواند مسیر تازه‌ای برای درمان اختلالات حافظه ناشی از آسیب‌های مغزی تروماتیک ایجاد کند.

این فناوری که «سیستم تحریک عصبی هوشمند» (SNS) نام دارد، توسط شرکت دانشگاهی «نیا تراپیوتیکس» توسعه یافته است. سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) نیز این فناوری را به‌عنوان «دستگاهی پیشرو» معرفی کرده است؛ عنوانی که برای نخستین‌بار به یک درمان کاشتنی با هدف مقابله با این نوع اختلالات اختصاص یافته است.

 

تراشه‌ای که فعالیت مغز را با هوش مصنوعی تحلیل می‌کند

سیستم SNS با بررسی الگوهای فعالیت عصبی، زمان‌هایی را که مغز برای یادگیری یا بازیابی اطلاعات آمادگی بیشتری دارد شناسایی می‌کند و سپس پالس‌های الکتریکی متناسب با شرایط هر فرد را به مغز ارسال می‌کند.

مایکل کاهانا، بنیان‌گذار نیا تراپیوتیکس و استاد روان‌شناسی دانشگاه پنسیلوانیا، اعلام کرده است که این فناوری برای ورود به مرحله آزمایش‌های بالینی آماده می‌شود.

دنیل ریزوتو، یکی دیگر از بنیان‌گذاران این شرکت، نیز معتقد است فناوری‌ای که زمانی بیشتر به داستان‌های علمی‌تخیلی شباهت داشت، اکنون با تکیه بر پژوهش‌های علمی و نتایج آزمایش‌های انسانی به یک فناوری قابل‌اثبات تبدیل شده است.

 

ایده تراشه حافظه از کجا شکل گرفت؟

ریشه‌های این فناوری به اواخر دهه ۱۹۹۰ بازمی‌گردد؛ زمانی که کاهانا از بخش جراحی مغز و اعصاب بیمارستان کودکان بوستون بازدید کرد. در این بخش، بیماران مبتلا به صرع با استفاده از الکترودهای کاشته‌شده در مغز تحت نظارت قرار می‌گرفتند.

کاهانا در جریان این بازدید متوجه حجم قابل‌توجهی از داده‌های عصبی شد که هنگام انجام بازی‌های ویدیویی توسط بیماران ثبت می‌شد، اما به دلیل محدودیت ظرفیت ذخیره‌سازی، بخش زیادی از این داده‌ها هر روز حذف می‌شد.

این تجربه، آغاز پژوهشی چند دهه‌ای برای بررسی این پرسش بود که آیا می‌توان با تحلیل فعالیت مغز، زمان‌هایی را که فرد احتمال بیشتری برای به خاطر سپردن یا فراموش کردن اطلاعات دارد، پیش‌بینی کرد.

با پیشرفت الگوریتم‌های یادگیری ماشین، پژوهشگران توانستند ارتباط میان الگوهای پیچیده فعالیت عصبی و رفتار انسان را با دقت بیشتری بررسی کنند. این تحقیقات همچنین به آن‌ها کمک کرد تفاوت واکنش افراد مختلف به تحریک الکتریکی مغز را بهتر درک کنند.

 

بهبود ۱۹ درصدی حافظه پس از آسیب مغزی

این گروه پژوهشی در سال ۲۰۱۴ پروژه‌ای را با هدف بررسی امکان بازیابی و تقویت حافظه آغاز کرد. نتایج این تحقیقات به‌تدریج شواهد امیدوارکننده‌ای درباره ظرفیت تحریک الکتریکی مغز برای بهبود حافظه ارائه کرد.

مطالعه‌ای که در ژانویه ۲۰۲۳ منتشر شد، نشان داد استفاده از این روش می‌تواند عملکرد حافظه را در افرادی که دچار آسیب‌های مغزی متوسط تا شدید شده‌اند، حدود ۱۹ درصد بهبود دهد.

در مطالعه دیگری که در سال ۲۰۲۴ انجام شد، پژوهشگران بهبود حدود ۲۸ درصدی عملکرد حافظه را در بیماران مبتلا به صرع گزارش کردند؛ بیمارانی که الکترودهایی در نزدیکی مسیرهای ماده سفید مغز آن‌ها کاشته شده بود.

ریزوتو می‌گوید این روش می‌تواند با جبران بخشی از افت عملکردهای شناختی ناشی از آسیب مغزی، به بازیابی توانایی‌های حافظی بیماران کمک کند.

 

گام بعدی؛ آزمایش روی بیماران

کاهانا معتقد است اهمیت این فناوری تنها به درمان اختلالات حافظه محدود نمی‌شود. به گفته او، سیستم SNS می‌تواند همزمان به‌عنوان بستری برای ثبت و تحلیل حجم عظیمی از داده‌های عصبی مورد استفاده قرار گیرد؛ داده‌هایی که می‌توانند در آینده به توسعه روش‌های جدید برای شناخت مغز و درمان اختلالات عصبی کمک کنند.

با ورود این فناوری به مرحله آزمایش‌های بالینی، پژوهشگران اکنون به دنبال بررسی دقیق‌تر ایمنی، اثربخشی و عملکرد آن در شرایط واقعی درمان هستند. در صورت موفقیت این آزمایش‌ها، سیستم‌های عصبی مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند به یکی از مسیرهای مهم آینده برای درمان اختلالات حافظه و آسیب‌های مغزی تبدیل شوند.