يضع الدكتور جوشوا بيدرسون أقطابًا كهربائية تابعة لشركة Precision Neuroscience على الدماغ.
اشلي كابوت
بينما خفتت الأضواء في غرفة العمليات في مستشفى ماونت سيناي في مدينة نيويورك، استعد الدكتور جوشوا بيدرسون لصناعة التاريخ.
بيدرسون، رئيس قسم جراحة الأعصاب في نظام ماونت سيناي الصحي، ليس غريبًا على قضاء ساعات طويلة في غرفة العمليات. أكمل لاعب الجمباز التنافسي السابق أكثر من 6500 إجراء في حياته المهنية، وقال إنه يتصور خطوات كل واحدة كما لو كان يتدرب على روتين.
في هذا الصباح بالذات من شهر أبريل، كان بيدرسون يستعد لإجراء عملية استئصال الورم السحائي، مما يعني أنه سيقوم بإزالة ورم حميد في المخ. وقال بيدرسون إن تركيزه الأساسي ينصب دائمًا على رعاية المريض، ولكن في بعض الحالات، يمكنه أيضًا المساعدة في تقدم العلوم.
وكان هذا الإجراء أحد هذه الحالات.
تجمع حشد صغير بينما كان بيدرسون يجلس في مقعده في غرفة العمليات، وكانت صورته الظلية متوهجة من الضوء الأبيض الساطع الذي يسطع على المريض الذي أمامه. اندفع العاملون في مجال الرعاية الصحية والعلماء وقناة CNBC إلى الأمام – بعضهم ينظر من خلال النوافذ – لمشاهدة بيدرسون وهو يضع أربع مصفوفات من الأقطاب الكهربائية من Precision Neuroscience على سطح دماغ المريض لأول مرة.
القطب الكهربائي عبارة عن مستشعر صغير يمكنه اكتشاف الإشارة الكهربائية ونقلها، والمصفوفة عبارة عن شبكة من الأقطاب الكهربائية. يستخدم جراحو الأعصاب الأقطاب الكهربائية أثناء بعض الإجراءات للمساعدة في مراقبة وتجنب أجزاء مهمة من الدماغ، مثل المناطق التي تتحكم في الكلام والحركة.
Precision هي شركة ناشئة عمرها ثلاث سنوات تقوم ببناء واجهة بين الدماغ والحاسوب، أو BCI. BCI هو نظام يقوم بفك تشفير الإشارات العصبية وترجمتها إلى أوامر لتقنيات خارجية. ولعل الشركة الأكثر شهرة في هذا المجال هي شركة Neuralink المملوكة لشركة تسلا والرئيس التنفيذي لشركة SpaceX ايلون ماسك.
قامت شركات أخرى مثل Synchron وParadromics أيضًا بتطوير أنظمة BCI، على الرغم من اختلاف أهدافها وتصميماتها. وسيكون التطبيق الأول لنظام شركة Precision هو مساعدة المرضى المصابين بالشلل الشديد على استعادة وظائفهم مثل الكلام والحركة، وفقًا لموقعها على الإنترنت.
ستيفاني رايدر من شركة Precision Neuroscience تتفحص مجموعة الأقطاب الكهربائية الدقيقة الخاصة بالشركة
المصدر: علم الأعصاب الدقيق
يُطلق على واجهة BCI الرئيسية لشركة Precision اسم الطبقة 7 Cortical Interface. إنها عبارة عن مجموعة من الأقطاب الكهربائية الدقيقة أرق من شعرة الإنسان، وتشبه قطعة من الشريط اللاصق الأصفر. تتكون كل مجموعة من 1024 قطبًا كهربائيًا، وتقول شركة Precision إنها يمكن أن تتوافق مع سطح الدماغ دون الإضرار بأي نسيج.
عندما استخدم بيدرسون أربعًا من مصفوفات الشركة أثناء الجراحة في أبريل، سجل رقمًا قياسيًا لأكبر عدد من الأقطاب الكهربائية التي يتم وضعها على الدماغ في الوقت الفعلي، وفقًا لما ذكرته شركة Precision. ولكن ربما الأهم من ذلك هو أن المصفوفات كانت قادرة على اكتشاف الإشارات من أصابع المريض الفردية، وهو قدر أكبر بكثير من التفاصيل مما تستطيع الأقطاب الكهربائية القياسية التقاطه.
وقال إجناسيو سايز، الأستاذ المساعد في علم الأعصاب وجراحة الأعصاب وعلم الأعصاب في كلية إيكان للطب في ماونت سيناي، إن استخدام مجموعة الأقطاب الكهربائية من شركة Precision يشبه تحويل صورة منخفضة الدقة إلى صورة بدقة 4K. يشرف سايز وفريقه على عمل شركة Precision مع جبل سيناء.
وقال سايز لشبكة CNBC في مقابلة: “بدلاً من أن يكون لديك 10 أقطاب كهربائية، فإنك تعطيني 1000 قطب كهربائي”. “إن العمق والدقة والتفاصيل التي ستحصل عليها مختلفة تمامًا، على الرغم من أنها تعكس بطريقة أو بأخرى نفس النشاط العصبي الأساسي.”
وقال بيدرسون إن الوصول إلى هذا المستوى من التفاصيل يمكن أن يساعد الأطباء على أن يكونوا أكثر حساسية في عملياتهم الجراحية والتدخلات الأخرى في المستقبل. بالنسبة لشركة Precision، ستكون القدرة على تسجيل وفك تشفير الإشارات من الأصابع الفردية أمرًا بالغ الأهمية حيث تعمل الشركة في نهاية المطاف على مساعدة المرضى على استعادة التحكم الحركي الدقيق.
تمثل هذه البيانات علامة فارقة لشركة Precision، ولكن لا يزال أمامها طريق طويل قبل أن تحقق بعض أهدافها العليا. ولا تزال الشركة تعمل على الحصول على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية، ولا يزال يتعين عليها زرع نسخة أكثر استدامة من تقنيتها للمريض.
وقال بيدرسون لشبكة CNBC في مقابلة: “أعتقد أن هذه خطوات صغيرة نحو الهدف النهائي المتمثل في واجهة الدماغ والحاسوب”.
داخل غرفة العمليات
يستعد الدكتور جوشوا بيدرسون لإجراء عملية جراحية في مستشفى جبل سيناء.
اشلي كابوت
لم تكن الجراحة التي أجراها بيدرسون في أبريل هي أول مسابقات رعاة البقر لشركة Precision. في الواقع، هذه هي المرة الرابعة عشرة التي تضع فيها الشركة شعاعها على دماغ مريض بشري.
أبرمت شركة Precision شراكات مع المراكز الطبية الأكاديمية والأنظمة الصحية لإجراء سلسلة من الدراسات السريرية الأولى على الإنسان. ويختلف هدف كل دراسة، وقد أعلنت الشركة عن تعاونها مع ماونت سيناي في شهر مارس.
في Mount سيناي، تستكشف شركة Precision تطبيقات مختلفة لمجموعتها في البيئات السريرية، مثل كيفية استخدامها للمساعدة في مراقبة الدماغ أثناء الجراحة. في هذه الإجراءات، يقوم الجراحون مثل بيدرسون بوضع مصفوفة Precision بشكل مؤقت على المرضى الذين يخضعون بالفعل لعملية جراحية في الدماغ لسبب طبي.
يعطي المرضى موافقتهم على المشاركة مسبقًا.
من المعتاد أن يقوم جراحو الأعصاب بتخطيط إشارات الدماغ باستخدام الأقطاب الكهربائية خلال هذه الأنواع من الإجراءات. وقال بيدرسون إن الممارسة المقبولة حاليًا هي استخدام ما بين أربعة إلى ما يقرب من 100 قطب كهربائي، وهو بعيد كل البعد عن 4096 قطبًا كهربائيًا كان يستعد لاختبارها.
مصفوفات الأقطاب الكهربائية من شركة Precision Neuroscience معروضة على طاولة.
اشلي كابوت
يتم استخدام مصفوفات Precision في جزء قصير من هذه العمليات الجراحية، لذلك انضمت CNBC إلى غرفة العمليات في أبريل بمجرد بدء الإجراء بالفعل.
وكان المريض، الذي طلب عدم الكشف عن هويته، نائما. كان فريق بيدرسون قد أزال بالفعل جزءًا من جمجمتهم، مما ترك فتحة بحجم بطاقة الائتمان تقريبًا. تم وضع أربع من مصفوفات Precision بعناية على طاولة قريبة.
بمجرد استقرار حالة المريض، دخل موظفو شركة Precision إلى غرفة العمليات. وساعدوا في تثبيت المصفوفات على شكل قوس حول الفتحة الموجودة على رأس المريض، وتوصيل حزم من الأسلاك الزرقاء الطويلة في الطرف الآخر بعربة مليئة بالمعدات وأجهزة المراقبة.
كان الدكتور بنجامين رابوبورت، المؤسس المشارك لشركة Precision والمسؤول العلمي الرئيسي، يراقب بهدوء. تنطوي كل عملية جراحية كبرى على بعض المخاطر، لكن سلوك جراح الأعصاب الهادئ الهادئ لم يتزعزع أبدًا. وقال لـ CNBC إن كل حالة جديدة لا تقل إثارة عن سابقتها، خاصة وأن الشركة لا تزال تتعلم.
يساعد الخبراء في إعداد الأسلاك لتقنية Precision Neuroscience.
اشلي كابوت
دخل بيدرسون غرفة العمليات مع اقتراب استعدادات شركة بريسيشن من نهايتها. لقد ساعد في إجراء بعض التعديلات النهائية على الإعداد، وتم إطفاء الأضواء العلوية في غرفة العمليات.
هدأت الثرثرة المستمرة إلى همسات خافتة. كان بيدرسون جاهزًا للبدء.
بدأ بسحب غشاء ليفي يسمى الجافية بعناية للكشف عن سطح الدماغ. لقد وضع شريطًا قياسيًا من الأقطاب الكهربائية على الأنسجة لبضع دقائق، ثم حان الوقت لاختبار تقنية Precision.
باستخدام زوج من الملقط الأصفر يسمى ملقط الحربة الطويلة، بدأ بيدرسون في وضع مصفوفات الأقطاب الكهربائية الأربعة الخاصة بشركة Precision على دماغ المريض. لقد قام بوضع المصفوفتين الأوليين بسهولة، لكن المصفوفتين الأخيرتين كانتا أكثر تحديًا قليلاً.
كان بيدرسون يعمل على جزء صغير من أنسجة المخ، مما يعني أن المصفوفات كانت بحاجة إلى أن تكون بزاوية صحيحة حتى تصبح مسطحة. كمرجع، تخيل ترتيب نهايات أربعة أشرطة قياس منفصلة داخل مساحة سطحية تقريبًا بحجم شريط مطاطي. لقد استغرق الأمر القليل من إعادة التشكيل، ولكن بعد بضع دقائق، نجح بيدرسون في تحقيق ذلك.
تم عرض صور نشاط دماغ المريض في الوقت الفعلي عبر شاشات شركة Precision في غرفة العمليات. جميع المصفوفات الأربع كانت تعمل.
في مقابلة بعد الجراحة، قال بيدرسون إن وضع المصفوفات الأربع في وقت واحد كان “معقدًا” و”محرجًا بعض الشيء”. من منظور التصميم، قال إن مصفوفتين بهما ضعف عدد نقاط الاتصال، أو مصفوفتين أطول بتباعد أكبر كان من الممكن أن يكون مفيدًا.
قارن بيدرسون المصفوفات بالمعكرونة، وكان الوصف مناسبًا. من حيث كانت قناة سي إن بي سي تشاهد، كان من الصعب معرفة أين توقف أحدهم وأين بدأ التالي.
بمجرد وضع جميع المصفوفات واكتشاف الإشارات بشكل فعال، وقف Rapoport من شركة Precision مع فريقه بجانب المراقبين للمساعدة في الإشراف على جمع البيانات. وقال إن البحث هو نتاج جهد جماعي حقيقي من الشركة والنظام الصحي والمريض، الذي غالبًا لا يتمكن من رؤية فوائد التكنولوجيا في هذه المرحلة.
وقال رابوبورت: “يتطلب الأمر قرية واحدة لجعل هذا النوع من الأشياء يمضي قدمًا”.
وغادرت CNBC غرفة العمليات عندما بدأ بيدرسون في إزالة الورم، لكنه قال إن الحالة سارت على ما يرام. واستيقظ المريض بعد ذلك وهو يعاني من بعض الضعف في قدمه لأن الجراحة كانت داخل ذلك الجزء من الدماغ، لكن بيدرسون قال إنه يتوقع أن تتعافى القدم في غضون ثلاثة إلى أربعة أسابيع.
موظفون من شركة Precision Neuroscience يقومون بجمع البيانات.
اشلي كابوت
كان رابوبورت حاضرًا في هذه الجراحة تحديدًا بسبب دوره في شركة Precision، لكنه على دراية جيدة بغرف العمليات في جبل سيناء.
رابوبورت هو جراح ممارس ويعمل كأستاذ مساعد لجراحة الأعصاب في كلية إيكان للطب في جبل سيناء. يقدم رابوبورت تقاريره إلى بيدرسون، وقال بيدرسون إن الزوجين يعرفان بعضهما البعض منذ أن كان رابوبورت مقيمًا في كلية طب وايل كورنيل.
الدكتور توماس أوكسلي، الرئيس التنفيذي لشركة Synchron المنافسة لواجهة BCI، هو أيضًا عضو هيئة تدريس تحت إشراف بيدرسون. قامت شركة Synchron ببناء واجهة BCI تشبه الدعامة والتي يمكن إدخالها من خلال الأوعية الدموية للمريض. اعتبارًا من أوائل فبراير، قامت الشركة بزرع نظامها في 10 مرضى بشريين. كما أنها تعمل على الحصول على موافقة إدارة الغذاء والدواء.
يمتلك بيدرسون حصة في شركة Synchron، لكنه قال لـ CNBC إنه لا يدرك حجم ذلك الذي سيمنعه من المشاركة في البحث مع فريق Synchron. ليس لديه أي استثمار نقدي في شركة Precision.
وقال بيدرسون: “لم أرغب حقًا في أن يكون لدي أي مصلحة مالية في شركة Precision لأنني أعتقد أن لديها مستقبل واعد بنفس القدر وأردت تطوير العلم بأسرع ما يمكن”.
ساعد رابوبورت أيضًا في تأسيس شركة Musk’s Neuralink في عام 2017، على الرغم من أنه غادر الشركة في العام التالي. تقوم شركة Neuralink ببناء BCI مصمم ليتم إدخاله مباشرة في أنسجة المخ، وقد حصلت الشركة مؤخرًا على موافقة لزراعة مريضها البشري الثاني، وفقًا لتقرير صادر عن شركة Neuralink. صحيفة وول ستريت جورنال في يوم الاثنين.
ومع ارتفاع وتيرة صناعة واجهة التواصل بين الدماغ والحاسوب، قال بيدرسون إن المقدار الذي يفهمه العلماء عن الدماغ على وشك “الانفجار” خلال السنوات العديدة القادمة. شركات مثل Precision بدأت للتو.
يساعد الدكتور جوشوا بيدرسون في إعداد مصفوفات الأقطاب الكهربائية التابعة لشركة Precision Neuroscience.
اشلي كابوت
قال بيدرسون: “أشعر حقًا أن المستقبل هو المكان الذي توجد فيه الإثارة”.
وقال رابوبورت إن شركة Precision تأمل في الحصول على موافقة إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) على النسخة السلكية من نظامها “في غضون بضعة أشهر”. وقال إن هذا الإصدار، الذي شاهدته CNBC في غرفة العمليات، سيكون للاستخدام في المستشفى أو وحدة الرعاية المراقبة لمدة تصل إلى 30 يومًا في المرة الواحدة.
ستخضع الغرسة الدائمة لشركة Precision، والتي ستنقل الإشارات لاسلكيًا، لعملية موافقة منفصلة مع إدارة الغذاء والدواء.
وقال رابوبورت إن شركة بريسيشن تأمل في زرع النسخة السلكية من تقنيتها لدى “بضع عشرات” من المرضى بحلول نهاية العام. وقال إن جمع البيانات من شأنه أن يمنح الشركة “مستوى عال جدا من الثقة” في قدرتها على فك تشفير إشارات الحركة والكلام في الوقت الحقيقي.
وقال رابوبورت: “في غضون سنوات قليلة، سيكون لدينا نسخة أكثر تقدما من التكنولوجيا”.
