تلاش برای ساخت کپی دیجیتالی از مغز انسان

جفت‌های دیجیتال (نمایش دیجیتالی پدیده‌های دنیای واقعی) اکنون یکی از ستون‌های حوزه‌هایی مانند تولید، صنعت و فضا هستند: نمونه‌های دیجیتالی از شهرها، بنادر و نیروگاه‌ها در سراسر جهان وجود دارند. اصطلاح زوج دیجیتال یا دوقلو دیجیتال برای اولین بار در سال 2010 جان ویکرز یک محقق ناسا از آن در گزارشی در مورد نقشه راه فناوری آژانس فضایی استفاده می کند. تحلیلگران صنعت تخمین می زنند که ارزش کل بازار جفت های دیجیتال تا سال 2026 به 50 میلیارد دلار خواهد رسید.

پس از سال 2010 و ایده ویکرز، زوج های دیجیتال خیلی زود وارد دنیای زیست شناسی شدند. در سال 2016 بیل رومدیرعامل GE Digital در آن زمان پیش بینی کرد:

در بدو تولد یک دوقلو دیجیتال خواهیم داشت و این دوقلو داده های مختلفی را از حسگرهایی که در بدن ما کار می کنند می گیرد و در مورد بیماری ها، سرطان و موارد دیگر برای ما پیش بینی می کند.

زوج دیجیتال می توانند درمان های مناسبی را در اختیار بیمار قرار دهند و نحوه پیشرفت بیماری در بدن او را پیش بینی کنند. حتی می‌توان از این جفت برای آزمایش درمان‌های بالقوه به جای آزمایش درمان‌ها روی خود بیمار استفاده کرد. ما می دانیم که آزمایش درمان های مختلف روی بیمار فرآیندی است که همیشه می تواند با خطرات مختلفی همراه باشد.

تاکنون این پروژه ها تا حد زیادی در مراحل اولیه بوده اند. یک برنامه تحقیقاتی به نام اکو محققانی از اروپا، بریتانیا و ایالات متحده در حال کار بر روی پروژه ای برای ساخت قلب دیجیتال هستند. سلامت زیمنس (Siemens Healthineers) یک شرکت آلمانی تجهیزات پزشکی نیز قصد دارد همین کار را انجام دهد. سیستم های داسویک شرکت نرم‌افزاری فرانسوی (سازنده نرم‌افزار مهندسی محبوب Katia) به دنبال تاییدیه FDA برای چیزی است که آن را “قلب زنده” می‌نامد.

مقاله مرتبط:

شرکت اتریشی Golem در حال ایجاد جفت دیجیتالی از افراد آسیب پذیر است که به تنهایی زندگی می کنند. ایده پشت کار آنها این است که زوج های دیجیتال به طور مداوم بر سلامت افراد نظارت داشته باشند و در صورت بیماری یا نیاز به کمک به مراقبان و پرستاران هشدار دهند.

اکنون محققان بالاترین هدف ممکن را در این مسیر دنبال می کنند: ایجاد یک جفت دیجیتال مغز انسان. نوروتوینیک پروژه با بودجه اتحادیه اروپا است و کارکنان آن می خواهند یک مدل کامپیوتری از کل مغز بیمار طراحی کنند.

افراد درگیر در پروژه Neurotin امیدوارند که مدل دیجیتالی مغز انسان آنها بتواند برای پیش بینی اثرات تحریک بر درمان بیماری های عصبی از جمله صرع و بیماری آلزایمر استفاده شود. آنها در حال برنامه ریزی یک آزمایش بالینی هستند که سال آینده آغاز خواهد شد. در این کارآزمایی بالینی، جفت دیجیتالی متشکل از حدود 60 بیمار مبتلا به آلزایمر ایجاد شد و هر بیمار درمان تحریک مغزی را دریافت کرد که به طور خاص برای مغز او بهینه شده بود. این هدف محققان در دومین کارآزمایی بالینی است که برای سال 2023 برنامه ریزی شده است. اما این بار هدف آنها بیماران مبتلا به صرع کانونی مقاوم به درمان خواهند بود. هر دوی این مطالعات به عنوان شواهد مفهومی برای تعیین مؤثر بودن یا نبودن رویکرد دوم و همچنین امکان افزایش نتایج درمانی برای این بیماران عمل می کنند. در صورت موفقیت، این تیم قصد دارد فناوری خود را برای مطالعه سایر نواحی مغز انسان، از جمله موارد درگیر در ام اس، فرآیندهای توانبخشی سکته مغزی، افسردگی و اثرات مخرب داروهای روانگردان گسترش دهد.

مقاله مرتبط:

برای حدود یک سوم بیماران مبتلا به صرع، داروهای بدون نسخه کمک چندانی نمی کند. ثابت شده است که تحریک الکتریکی غیر تهاجمی، که در آن جریان های الکتریکی بدون درد به مغز منتقل می شود، به کاهش فراوانی و شدت تشنج کمک می کند. اما این فناوری در حال حاضر کاملاً جدید است و نیاز به بهبود بیشتری دارد. اینجاست که یک مغز مجازی یا دیجیتال می تواند به کمک انسان بیاید.

  جنرال موتورز کوالکام را برای تولید این خودرو استخدام می کند

خولیو روفینیهماهنگ کننده پروژه Neurotuin و مدیر ارشد تحقیقات و یکی از بنیانگذاران استارت آپ مراقبت های بهداشتی اسپانیا نورالکتریک او با توسعه درمان‌های غیرتهاجمی برای بیماری‌های عصبی مانند صرع، معتقد است که آواتار دیجیتال اساساً یک مدل ریاضی است که روی رایانه کار می‌کند. برای ایجاد یک جفت دیجیتال برای یک بیمار مبتلا به صرع، تیم neurotoin از داده‌های حدود نیم ساعت ام آر آی و 10 دقیقه نوار مغزی (الکتروانسفالوگرافی) استفاده کرد و سپس از آنها برای ایجاد یک مدل کامپیوتری استفاده کرد که فعالیت الکتریکی مغز و نمونه اصلی را ثبت می‌کند. شبیه سازی بافت: مغز از پوست سر، جمجمه، مایع مغزی نخاعی و ماده خاکستری و سفید استفاده می کند.

رافینی می گوید که این زوج شامل شبکه ای از مدل های توده عصبی داخلی خواهد بود. به گفته وی، اینها عمدتاً مدل‌های محاسباتی رفتار میانگین بسیاری از نورون‌ها هستند که با استفاده از آنچه رافینی تفسیر می‌کند. برقراری ارتباط بیمار به یاد می آورد که آنها متصل هستند. اتصال در واقع نقشه ای از اتصالات عصبی در مغز است. در مورد صرع، برخی از نواحی مفصل ممکن است بیش از حد تحریک شوند. یا مثلاً در مورد سکته، بافت همبند ممکن است بعد از سکته تغییر کند. روفینی معتقد است هنگامی که یک جفت یا کپی مناسب از مغز انسان ساخته شد، تیم تحقیقاتی می توانند از آن برای بهینه سازی تحریک واقعی مغز بیمار استفاده کنند:

زیرا ما می‌توانیم شبیه‌سازی‌های کامپیوتری بی‌پایانی را اجرا کنیم تا در نهایت به آنچه نیاز داریم برسیم. از این نظر، سیستم ما شبیه یک مدل محاسباتی برای پیش بینی آب و هوا است.

به عنوان مثال، برای بهبود روند بهبودی بیمار مبتلا به صرع، فرد هر روز به مدت 20 دقیقه از کلاه ایمنی مخصوص استفاده می کند و این کلاه مخصوص، محرک های الکتریکی را بین جمجمه ها به مغز منتقل می کند. روفینی و تیمش توانستند موقعیت الکترودهای تحریک و همچنین سطح جریان اعمال شده را با کمک یک جفت دیجیتال بهینه کنند.

  تغییر احتمالی نام تجاری فیس بوک برای تمرکز بر ساخت محصولات مرتبط با Metavars

مغز

چالش های اخلاقی در کپی برداری از مغز انسان

ایجاد یک جفت دیجیتال برای هر بدن مجموعه ای از مسائل اخلاقی را برای افراد ایجاد می کند. به عنوان مثال، آیا بیمار حق دارد از تمام جزئیات یا پیش بینی ها مطلع شود؟ اگر مثلاً جفت های دیجیتالی از اندام های بدن او پیش بینی کنند که فرد در دو هفته آینده دچار حمله قلبی می شود، چه؟ یا بعد از مرگ بیمار چه اتفاقی برای زوج دیجیتال می افتد؟ آیا جفت دیجیتال ایجاد شده حقوق قانونی یا اخلاقی خواهد داشت؟

ماتیاس براونیک متخصص اخلاق در دانشگاه ارلانگن-نورنبرگ آلمان، که در مورد اخلاق استفاده از زوج های دیجیتال در مراقبت های بهداشتی نوشته است، می گوید:

… از یک طرف جفت دیجیتالی بدن انسان راه های مهیج و انقلابی برای توسعه روش های درمانی جدید را در اختیار ما قرار می دهد. اما، از سوی دیگر، این یک چالش برای ما است. به عنوان مثال، صاحب زوج دیجیتال کیست؟ سازنده آن؟

… یا حق دارید بگویید به دلیل مشکلات بیمه درمانی یا سایر مشکلات می خواهم از استفاده از برخی اطلاعات یا برخی مقررات خودداری کنم؟ برای اینکه استقلال یا محرمانه بودن شخص نقض نشود، مهم است که شخص استفاده را کنترل کند. [جفت‌های دیجیتالی خود] آن را داشته باشید.

از دست دادن این کنترل منجر به آن چیزی می شود که براون تفسیر می کند بردگی دیجیتال یاد آوردن.

به گفته آنا میککس، مدیر عامل نورالکتریک، در حال حاضر با آنچه برای داده های بسیار خصوصی اتفاق می افتد، دست و پنجه نرم می کند. مایک می گوید:

وقتی این نوع سفارشی سازی را انجام می دهید، باید سوالات سختی بپرسید، درست است؟ چه کسی باید این داده ها را داشته باشد؟ با این داده ها چه کنیم؟

این پروژه از محققان برای تبیین مولفه های اخلاقی و فلسفی این فرآیند استفاده می کند. شامل مانوئل گوئررو، متخصص مغز و اعصاب در دانشگاه اوپسالا، سوئد. برای neurotoin، پروژه ای در خارج از اروپا، داده های جمع آوری شده توسط مقررات عمومی حفاظت از داده های اتحادیه اروپا (GDPR) محافظت می شود. به گفته گوئررو، اعمال این قوانین به این معنی است که هرگونه استفاده از داده ها مستلزم رضایت مالک آن است.

مقاله مرتبط:

گوئررو و تیمش همچنین در حال بررسی این هستند که آیا این مهلت تعیین شده است یا خیر زوج دیجیتال برای اولین بار برای تولید صنعتی اختراع شد، آیا هنوز هم مناسب ترین کلمه برای کپی کردن چیزی به پیچیدگی و پویایی مغز یا قلب انسان زنده است؟ آیا استفاده از آن می تواند منجر به سوء تفاهم یا افزایش توقعات در جامعه شود؟ او می گوید:

[مغز] این بسیار پیچیده تر از انواع دیگر جفت هایی است که از سیستم تولید می آیند، بنابراین مفهوم جفت برای مغز در جامعه علوم اعصاب مورد بحث قرار می گیرد.

غلبه بر چالش های مغز نیز بسیار پیچیده تر از مدل سازی قلب یا کلیه است. نیازی به گفتن نیست که چالش‌های بالقوه برای مغز از نظر اخلاقی پیچیده‌تر هستند. روفینی می گوید:

ما مدل های محاسباتی نسبتاً پیچیده ای از مغز ایجاد می کنیم. من فکر می‌کنم در نقطه‌ای از کار مشخص نیست که کپی ساخته شده فقط یک زوج دیجیتالی است یا یک موجود آگاه.

براون معتقد است زمان آن فرا رسیده است که به این مسائل دشوار فکر کنیم. او می گوید:

به نظر من، اینها واقعاً چالش های مهمی هستند که اکنون باید با آنها روبرو شویم.

وی نسبت به خطرات تأخیر در پاسخ به سؤالات موجود درباره پیامدهای اخلاقی آینده هشدار داد و افزود:

ما به خوبی می دانیم که چه اتفاقی می افتد وقتی مردم می گویند: “بیایید اکنون فناوری را توسعه دهیم و ببینیم که چه اتفاقی می افتد.”

با این حال، تیم neurotoin معتقد است که اگر این پروژه به درستی انجام شود، جفت کردن دیجیتال می تواند به طور قابل توجهی هم به نتایج درمان بیماران کمک کند و هم دانش افراد را در مورد اختلالات مغزی افزایش دهد. مایک می گوید:

ما واقعاً سعی می کنیم از دیدگاهی کاملاً متفاوت به افرادی که از بیماری های مغزی رنج می برند کمک کنیم. ما می خواهیم روش خود را در طبقه بندی جدیدی از درمان ها قرار دهیم. جایی که مردم واقعاً از قدرت فیزیک و ریاضی برای رمزگشایی مغز استفاده می کنند.

دیدگاهتان را بنویسید