در ادامه در بین هزاران ثبت اختراع، ده سامانه نوآورانه در حیطه سلامت و بهبود عملکرد مغز را که در مرز موفقیت قرار دارد، معرفی می‌کنیم.

تحریک مغناطیسی و الکتریکی مغز

فناوری‌هایی وجود دارد که می‌تواند فعالیت مغزی را تحت تاثیر قرار دهد. آنها از طریق جریان الکتریکی یا میدان مغناطیسی عمل کرده و هر روز بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیمارستان‌ها و کلینیک‌های زیادی هم درمان‌هایی را بر اساس تحریک مغزی پیشنهاد می‌کنند. آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا(DARPA) قراردادهایی دارد تا سامانه‌هایی برای تقویت حافظه با تکنیک‌های تحریک مغزی الکتریکی تولید کند. مشتریان نیز می‌توانند دستگاه‌های پوشیدنی تهیه کنند تا ارائه و نظم حالت‌های مغزی را از وضعیت آرامش به فعالیت سوق دهد.

رابط مغز ـ رایانه برای کنترل وسایل

رابط کاربری مغز ـ رایانه (BCI) دستورات را از افکار ما به وسایل منتقل می‌کند. انتظار می‌رود ارزش بازار جهانی مغز ـ رایانه‌ها به 5/1 میلیارد دلار درسال 2020 برسد به نظر می‌رسد از این مقدار 85 درصد آن غیرتهاجمی باشد. شرکت‌هایی مانند Emotive و Neurosky در حال پیشرفت در زمینه فناوری مغز ـ رایانه هستند. این در حالی است که بقیه سازمان‌ها در حال توسعه سامانه‌های خارجی و اکوسامانه‌های لازم برای ارتباط با مغز ـ رایانه‌ها هستند. کمپانی فیلیپس حق انحصاری اختراعاتی را دارد که سامانه پزشکی خانگی را توصیف و از راه دور سلامت مغزی بیمار را از طریق دستگاه الکتروانسفالوگرافی (EEG) بررسی می‌کند. برای مثال این سامانه می‌تواند به اشخاصی که از بیماری ای‌ال‌اس‌(ALS) رنج می‌برند، برای کنترل وسایل خانگی کمک کند.

مثل پروژه PHILIS – ACCENTURE برای کنترل وسایل خانگی توسط مغز که این گونه عمل می‌کند:

کاربر دستور مغزی می‌فرستد

نمایشگر پوشیدنی رابط جهت‌یابی را نشان می‌دهد.

برنامه دیجیتال دستور را خوانده و به وسیله متصل می‌شود.

وسیله هوشمند فعال می‌شود.

پایش عصبی در لحظه (همراه با کمک رباتیک)

تعداد زیادی از شرکت‌ها از جمله Medtronic، neuropace، st. jude medical در حال توسعه سامانه‌هایی برای بررسی فعالیت‌های مغز و پاسخ مناسب درمانی در لحظه هستند.

این سامانه‌ها علائم یک بیماری را که به یک حادثه ناخوشایند مغزی (همانند تشنج) منجر می‌شود، تشخیص داده و با درمان پیشگیرانه باعث کاهش یا حذف کامل فعالیت تشنجی شوند. بعضی از سامانه‌های پایشی می‌تواند با وسایل کمکی دیگر جفت شوند ؛ مانند وسایل رباتیک که به بیمارانی که از مشکلات نورولوژیک مثل ای‌ال‌اس رنج می‌برند کمک می‌کند تحرک عضلات خود را کنترل کنند.

سامانه‌های کنترل کننده خودرو بر اساس حسگرهای‌عصبی

سامانه‌های متفاوتی در چند گواهی ثبت اختراع توصیف شده‌است که برای مثال می‌توان به وسایل تشخیص عصبی برای بررسی هوشیاری راننده خودرو اشاره کرد که در صورت کاهش هوشیاری، اقدامات پیشگیرانه با تحریک راننده یا استفاده از راننده خودکار انجام می‌دهد(NeuroSensors).

حال چه این نبود هوشیاری به علت بی‌توجهی به جلو (مانند پیامک دادن هنگام رانندگی) باشد و چه خواب‌آلودگی، سامانه‌های جدید ادغام شده می‌تواند آمادگی راننده را به صورت لحظه‌ای پایش کند. ارتش آمریکا، شرکت‌های خودروسازی مانند تویوتا، استارت‌آپ‌هایی مانند freer logic، شرکت‌های تولیدکننده وسایل پزشکی و بیمه‌ها همه در حال ثبت اختراعاتی در این زمینه هستند.

ویدئوگیم‌های تقویت‌کننده مهارت‌های شناختی

در این مورد می‌توان به اپلیکیشن‌های قابل دسترسی به صورت آنلاین یا از طریق دستگاه‌های موبایل اشاره کرد که سامانه‌های شناختی یا احساسی خاصی در مغز را نشانه می‌گیرد.

شرکت‌هایی مانند posit science و Lumos Labs گواهی‌های اختراعی را در این زمینه ثبت کرده‌اند (که این خود نشانه‌ای از افزایش ارزش این موضوع در بازار است). یک گواهی اختراع اخیرا از طرف
Lumos Labs در زمینه هوش سیال و کارکرد حافظه از طریق دستکاری ذهنی اطلاعات ذخیره شده در آن ثبت شده است.

درمان‌های واقعیت مجازی

برای درمان اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) و فوبیاها از طریق روش مواجهه یا کمک کردن به جراحان در اتاق عمل، استفاده و کاربرد واقعیت مجازی بسرعت در حال افزایش است. شرکت‌های فناوری پزشکی مانند Medtronic و Brainlab و شرکت‌های تحقیقاتی در زمینه مصرف‌کنندگان مانند Nielsen در حال ثبت تعداد زیادی گواهی ثبت اختراع در این زمینه هستند.

وسایل پوشیدنی هوشمند

طراحی ابزارهای پوشیدنی در حال تغییر است، به نحوی که علاوه بر بهبود سلامت فیزیکی ما، باعث بهبود سلامت ذهنی ما شود. برنامه‌هایی در زمینه مدیتیشن در ارتباط با EEG کاربر مانند intraXon’s muse با هدف کمک به‌کاربر برای ایجاد تمرکز بیشتر و تقویت مهارت‌های خودساخته ایجاد شده است. حتی وسایل پوشیدنی ورزشی عمومی نیز در حال پیشرفت به سمت در نظر گرفتن سلامت ذهن و برنامه‌های آموزش است. کمپانی jawbon یک گواهی ثبت اختراع را در این زمینه که شامل فاکتورهای فیزیولوژیک و ذاتی می‌شود، ثبت کرده است.

محرک‌های قوه ادراکی مبتنی بر همکاری

اینها سامانه‌هایی است که با تمرکز روی بهبود یادگیری و افزایش مهارت‌ها در بین نیروی کار عمل می‌کنند. این سامانه‌ها با استفاده از پلتفرم‌های آنلاین مرتبط و مدل‌های تحریک قوه ادراکی کار می‌کنند. شرکت‌هایی مانند ATAT و assenture و برخی استارت‌آپ‌ها در حال توسعه چند برنامه در این زمینه است.

بهبود حوزه تشخیص و درمان با کلان‌داده‌ها

با استفاده از قدرت پردازش، دسترسی ابری و کوچک‌سازی حسگرهای سخت‌افزاری، سامانه‌های سلامت مغزی می‌توانند بهترین بهره را از داده‌ها و اندازه‌گیری‌های به دست آمده ببرند و سهم بزرگ‌تری از جمعیت نسبت به آنچه در گذشته امکان پذیر بود، داشته باشند. این تجزیه و تحلیل‌ها به کمک تخمین دقیق این که اطلاعات به دست آمده از یک فرد دقیقا او را در کجای منحنی سلامت قرار می‌دهد به کادر درمان این قدرت را خواهد داد با دقت بالایی تغییرات یک فرد را در طول زمان ثبت کنند و به آنها در تشخیص دقیق‌تر و درمان بهتر ـ براساس کارایی درمان در افراد با وضعیت مغزی مشابه ـ یاری رسانند. اکنون شرکت‌هایی مانند CNS Response و Advanced Brain Monitoring در حال گسترش دادن سامانه‌هایی برای استفاده از قدرت کلان ‌داده‌ها هستند. برای مثال می‌توان به «سامانه گزارش‌دهی بر اساس داده‌های نورومتریک» اشاره کرد.

حال باید یک قدم به عقب برگشت: کدام یک از این فناوری‌ها بیشترین ارزش را خواهد داشت و در چه شرایطی و چطور می‌توان این ارزیابی‌های خلاقانه و درمان‌ها را معتبرسازی، تنظیم و تجاری‌سازی کرد؟ چطور باید بهره‌وری را به حداکثر و خطرها را به حداقل رساند؟ این پرسش‌ها و نمونه‌های دیگر، چالش‌های پیش روی نوروفناوری است.

سامانه محاسبه پاسخگویی مغز

آن‌طور که استایا نادلا، از مدیران مایکروسافت می‌گوید، ما از دنیایی که در آن قدرت پردازش محدود بود به جایی که الان بی‌انتهاست حرکت کرده‌ایم و اکنون کمبود واقعی که هر روز بیشتر احساس می‌شود، توجه انسان است.

یک تحقیق تازه که از طرف مایکروسافت انجام‌شد نشان می‌دهد 68درصد استفاده‌کنندگان اولیه از فناوری و 67درصد کاربران پرکار شبکه‌های اجتماعی، باید بسختی برای متمرکز ماندن روی یک کار تلاش کنند. در این شرایط شرکت‌های بزرگ فناوری در حال ثبت اختراعاتی برای افزایش کارایی و کیفیت خروجی کارکنان هستند. برای مثال با استفاده از سیگنال‌های الکتروانسفالوگرافی وضعیت ذهنی کاربر را تشخیص داده و شرایط محیط رایانه‌ای را تغییر می‌دهد.

امیرمحمد کریمی‌پناه
عضو کارگروه تولید محتوای ستاد علوم شناختی