برین‌گیت

**برین‌گیت** به معنی *دروازه مغز* یک سامانهٔ کاشت مغزی است که در حال توسعه و طی مراحل کارآزمایی بالینی می‌باشد. این سامانه برای کمک به افرادی طراحی شده‌است که کنترل اندام‌های خود یا دیگر کارکردهای بدن را از دست داده‌اند، مانند بیماران مبتلا به اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) یا آسیب نخاعی. فناوری برین‌گیت و دارایی‌های وابسته به *شرکت سایبرکینتیکز* اکنون در مالکیت شرکت خصوصی برین‌گیت قرار دارد. حسگری که در مغز کاشته می‌شود، فعالیت مغزی بیمار را پایش کرده و قصد یا نیت کاربر را به فرمان‌های رایانه‌ای تبدیل می‌کند.
## فناوری
برین‌گیت در شکل کنونی خود از یک حسگر کاشته‌شده در مغز و یک دستگاه رمزگشای خارجی تشکیل شده‌است که به نوعی اندام مصنوعی یا شیء بیرونی دیگر متصل می‌شود. حسگر به صورت یک آرایهٔ میکروالکترود است که پیش‌تر با نام «آرایه یوتا» شناخته می‌شد و شامل ۱۰۰ الکترود باریک‌تر از مو است. این الکترودها امضای الکترومغناطیسی شلیک نورون‌ها را در بخش‌های خاصی از مغز—برای نمونه در ناحیه‌ای که حرکت بازو را کنترل می‌کند—دریافت می‌کنند. حسگر این فعالیت‌ها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کرده و آن‌ها را به یک دستگاه خارجی می‌فرستد تا در نرم‌افزار رمزگشایی شوند. دستگاه رمزگشا با بهره‌گیری از سیگنال‌های مغزی می‌تواند ابزارهای بیرونی مانند یک بازوی رباتیک، نشانگر رایانه یا حتی یک صندلی چرخدار را کنترل کند. به بیان ساده، برین‌گیت به فرد امکان می‌دهد تنها با ذهن خود اشیای جهان پیرامون را جابه‌جا کند.

افزون بر تحلیل بی‌درنگ الگوهای نورونی برای انتقال حرکات، آرایهٔ برین‌گیت همچنین قادر به ضبط داده‌های الکتریکی برای بررسی‌های بعدی است. یکی از کاربردهای بالقوهٔ این ویژگی، مطالعهٔ الگوهای تشنج در بیماران مبتلا به صرع توسط یک عصب‌شناس است.

## تاریخچه
برین‌گیت در آغاز توسط پژوهشگرانِ بخش علوم اعصاب در دانشگاه براون و در همکاری با شرکت سایبرکینتیکز  توسعه یافت. بعدها سایبرکینتیکز ساخت دستگاه را به *شرکت بلک‌راک میکروسایستمز* واگذار کرد که اکنون حسگرها و سخت‌افزار گردآوری داده را تولید می‌کند. شرکت برین‌گیت حقوق مالکیت فکری و فناوری‌های مرتبط را از سایبرکینتیکز خریداری کرده و همچنان مالک این حقوق است.

### پژوهش‌ها و نتایج آزمایشی
نخستین آزمایش‌های گزارش‌شده که شامل کاشت آرایهٔ میکروالکترود در یک انسان بود، در سال ۲۰۰۲ توسط کوین وارویک، مارک گاسون و پیتر کیبرد انجام شد. این عمل که در درمانگاه رادکلیف انجام گرفت، شامل کاشت آرایه در اعصاب محیطی داوطلب بود تا کارکردهای حرکتی و حسی به‌طور دوسویه برقرار شود.

آزمایش بالینی کامل برین‌گیت سپس در فاصلهٔ سال‌های ۲۰۰۴ تا ۲۰۰۶ توسط پژوهشگران بیمارستان عمومی ماساچوست، دانشگاه براون و وزارت امور کهنه‌سربازان ایالات متحده انجام شد و شامل چهار بیمار مبتلا به فلج چهاراندام بود. نتایج این مطالعه که در سال ۲۰۰۶ در مجلهٔ *[[نیچر]]* منتشر شد، نشان داد که یک انسانِ فلج چهاراندام توانست تنها با فکر کردن، نشانگر رایانه را کنترل کرده، ایمیل باز کند و ابزارهایی مانند تلویزیون را به کار گیرد. یکی از شرکت‌کنندگان مت نیگل بود که آسیب نخاعی داشت و دیگری به ALS پیشرفته مبتلا بود.

در ژوئیهٔ ۲۰۰۹، آزمایش بالینی دوم با نام «برین‌گیت۲» توسط پژوهشگران بیمارستان عمومی ماساچوست، دانشگاه براون و مرکز کهنه‌سربازان پراویدنس آغاز شد. در نوامبر ۲۰۱۱، آزمایشگاه ترجمه‌ای اندام‌های مصنوعی عصبی در دانشگاه استنفورد به‌عنوان محل دوم به این کارآزمایی پیوست. این کارآزمایی همچنان ادامه دارد.

در مهٔ ۲۰۱۲، پژوهشگران برین‌گیت در مجلهٔ *نیچر* گزارشی منتشر کردند که نشان می‌داد دو نفر که چند سال پیش بر اثر سکتهٔ ساقهٔ مغز دچار فلج شده بودند، توانستند بازوهای رباتیک را برای گرفتن و برداشتن کنترل کنند. یکی از شرکت‌کنندگان، «کَتی هاچینسون»، توانست با استفاده از بازوی رباتیک از بطری قهوه بنوشد، که نخستین بار در ۱۵ سال گذشته بود که بدون کمک دیگران می‌نوشید. این آزمایش در مرکز  *خانه بوستون* در دورچستر، ماساچوست، محل اقامت تخصصی خانم هاچینسون انجام شد. این مطالعه با مشارکت پژوهشگران دانشگاه براون، وزارت کهنه‌سربازان، بیمارستان عمومی ماساچوست، دانشکده پزشکی هاروارد و مرکز هوافضای آلمان انجام شد.

### کارآزمایی‌های بالینی کنونی
کارآزمایی‌های بالینی از سال ۲۰۰۹ با نام «سامانهٔ واسط عصبی برین‌گیت۲» آغاز شد.  دانشگاه استنفورد، بیمارستان عمومی ماساچوست، دانشگاه کیس وسترن رزرو (اوهایو) و مرکز کهنه‌سربازان پراویدنس در حال جذب شرکت‌کننده برای این کارآزمایی بودند.

در آوریل ۲۰۲۱، برین‌گیت نخستین فناوری شد که توانست فرمان‌ها را به‌طور بی‌سیم از مغز انسان به رایانه منتقل کند. این مطالعهٔ بالینی روی دو فرد با آسیب نخاعی انجام گرفت. در این آزمایش یک فرستنده به قشر حرکتی مغز متصل بود تا سیگنال‌ها را ارسال کند. دقت و سرعت تایپ و حرکت مشابه راهکارهای باسیم گزارش شد.
## همچنین ببینید
* واسط مغز و رایانه 
* نورالینک (شرکت فناوری عصبی)

## پانویس

## منابع

رده:رابط مغز و رایانه