هناك أخبار جديدة تخرج من مسار واجهة الدماغ والحاسوب. رسائل IEEESpectrum، نوع جديد منواجهة الدماغ والكمبيوتر بالموجات فوق الصوتية ذات الحد الأدنى من التدخلالجهاز قيد التطوير. يقوم هذا الجهاز بتغيير الوسيط التقليدي لواجهة الدماغ والحاسوب EEG إلىالموجات فوق الصوتية. المبدأ هو استخدام الموجات فوق الصوتية المركزة المباشرة (FUS) لتغيير إمكانات عمل الخلايا العصبية، وذلك باستخدام طريقة تسمىالتصوير بالموجات فوق الصوتية الوظيفيةتقنية (fUSI) من خلال تأثير دوبلرقياس التغيرات في تدفق الدم المحليلمراقبة النشاط العصبي داخل منطقة الدماغ.


توصلت شركة التكنولوجيا الطبية Forest Neurotech وشركة التصوير الطبي Butterfly Network إلى تعاون في تطوير جهاز واجهة الدماغ والكمبيوتر بالموجات فوق الصوتية الأقل بضعاً.

كما تعلمون، تعمل شركات مثل Musk's Neuralink وParadromics وSynchron على تطوير واجهات دماغية حاسوبية تتفاعل "كهربائيًا" مع الدماغ.

إذن ما هي مزايا واجهات الدماغ والحاسوب القائمة على الموجات فوق الصوتية بالمقارنة؟

"الجرح" أصغر حجمًا ويكون الوضع المكاني أكثر دقة

وفقًا للتقارير، فإن تقنية التحفيز الكهربائي للدماغ التقليدية محدودة للغاية في الفضاء بسبب مسافة الانتشار المحدودة للتيار في أنسجة المخ.

لذلك، عند تحفيز المناطق العميقة من الدماغ، لا بد من ذلكالجراحة الغازيةضع الأقطاب الكهربائية في المواقع ذات الصلة. وببساطة، فإن تركيب غرسات أو أقطاب كهربائية عميقة في الجمجمة لا يمكنه تسجيل النشاط العصبي إلا في المناطق السطحية من الدماغ.

ولتحقيق هذه الغاية، ذكر فريق التطوير أنه يقوم بتطوير عملية زرع بالموجات فوق الصوتية طفيفة التوغل. ويلزم فقط زرعها في جمجمة المستخدم ووضعها على سطح الدماغ. يمكنه استخدام الموجات فوق الصوتية لتحفيز وتسجيل النشاط العصبي بمرونة في مناطق معينة من الدماغ بدقة تصل إلى 100%مستوى دون المليمتر.


على وجه التحديد، توفر شبكة الفراشة دعمًا لأجهزة شرائح الموجات فوق الصوتية، وتستخدم ForestNeurotech شرائح الموجات فوق الصوتية هذه لتحفيز مناطق معينة من الدماغ من خلال الموجات فوق الصوتية الموجهة والمركزة.


تمت بعد ذلك مراقبة النشاط العصبي باستخدام تقنية التصوير العصبي التي تسمى التصوير الوظيفي بالموجات فوق الصوتية (fUSI).

مبدأ fUSI بسيط جدًا أيضًا:

مثل جميع الخلايا، تحتاج الخلايا العصبية إلى الدم لتعمل، وزيادة "نشاط" الخلايا العصبية تعني زيادة في تدفق الدم إلى الدماغ.

يستخدم fUSI الموجات فوق الصوتية للكشف عن التغيرات الصغيرة في تدفق الدم في الدماغ لاستنتاج نشاط الخلايا العصبية.

ويتم ذلك عن طريق إرسال موجات فوق صوتية إلى منطقة معينة من الدماغ ومن ثم اكتشاف "الأصداء" (الموجات المنعكسة المتأثرة بتدفق الدم).

ولأن الدم يسبب "تأثير دوبلر" عندما يتحرك، فإنه سيؤثر بشكل طفيف على تردد اهتزاز الصدى.

لذلك، من خلال تحليل التغيرات في تردد الصدى، يمكن لنظام fUSI تحديد التغيرات في سرعة تدفق الدم واستنتاج النشاط العصبي هناك.

ملف الشركة

يُذكر أنه سيتم تطوير جهاز واجهة الدماغ والكمبيوتر بالموجات فوق الصوتية هذا بشكل مشترك بواسطة ForestNeurotech وButterflyNetwork.

فيفورست نيوروتكوهي منظمة غير ربحية تأسست للتو في يناير من هذا العام، مع التركيز على تطوير واجهات الدماغ والكمبيوتر بالموجات فوق الصوتية ذات التدخل الجراحي البسيط.

المؤسسون المشاركون هم سومنر إل. نورمان، وتايسون أفالو، وويليام بيدرمان.


إن تقنية fUSI المذكورة أعلاه هي بحث شارك فيه مؤخرًا الرئيس التنفيذي سمنر إل. نورمان.


بالإضافة إلى ذلك، تعد شركة Forest Neurotech شركة تابعة لشركة Convergent Research، وهي حاضنة علمية غير ربحية وعضو في شبكة Schmidt Futures Network. لقد أعلنت للتو أنها تلقت 50 مليون دولار أمريكي في شكل دعم خيري جديد.

شبكة الفراشةهي شركة يونيكورن للتصوير الطبي تأسست عام 2011 على يد جوناثان روثبيرج، والمعروفة باسم "وظائف التكنولوجيا الحيوية".

في السابق، قامت شركة Butterfly Network بإنشاء ButterflyiQ+، وهو أول نظام محمول باليد للموجات فوق الصوتية لكامل الجسم أحادي المسبار تم تصميمه باستخدام تقنية شرائح الموجات فوق الصوتية.

وفي الوقت الحالي، توصلت شركة ForestNeurotech إلى اتفاقية تطوير مشتركة مدتها خمس سنوات مع شركة Butterfly Network، وستدفع شركة Forest 20 مليون دولار أمريكي لشراء شرائح وخدمات الموجات فوق الصوتية الخاصة بشركة Butterfly.

الروابط المرجعية:

[1] https://spectrum.ieee.org/bci-ultrasound

[2]https://www.butterflynetwork.com/press-releases/co-development-agreement-with-forest-neurotech

[3]https://www.vis.caltech.edu/documents/25496/Claire_Window_on_the_brain_2023.pdf