زرْع الذكريات والتحكُّم في الكراسي بواسطة العقل صار حقيقة؛ فالآن تلُوح في الأفق تقنية لزراعة رقاقاتٍ تُصلح تلف الدماغ، بل وربما تعالج الخرف أيضًا.

 بدت دراسة سام ديدوايلر شبيهةً بفيلم «ذا ماتريكس» أكثر من اللازم، وكانتْ هذه مشكلة كبيرة؛ فمثلما كان نِيو بطل فيلم ماتريكس يحمِّل مهارات معلِّم كونج فو من جهاز كمبيوتر، زوَّد ديدوايلر دماغ أحد الفئران بأقطابٍ إلكترونيةٍ زَرَعتْ في دماغه ذكرياتٍ مأخوذةً من ٣٠ فأرًا؛ مما سَمَح له بالاستفادة من تدريبٍ لم يَنَلْه هو نفسُه من قبلُ. كان من المحتمل أن تصير تلك الدراسة اكتشافًا فارقًا، ولكن — على حدِّ قول ديدوايلر — «الجميع اعتبروها خيالًا علميًّا، واعتقدتُ أن لن يصدقها أحد ما لم أُجرِ مائة تجربة ضابطة.»

سدُّ فجوات الدماغ.

وقد فعل. وفي ديسمبر الماضي — أي بعد مرور ١٠ سنوات على التجربة الأصلية — نُشِر البحث أخيرًا. وإن كان الإتقان الفوري لرياضة الكونج فو موضوعًا لم يخرج بعدُ عن نطاق أفلام هوليوود المبهرة، فإن هذا البحث يمكن أن يؤثِّر تأثيرًا كبيرًا على حياة كثيرٍ من الأشخاص الذين يُعانون من تلَف الدماغ؛ ففي نهاية الأمر يمكن للنوع نفسه من الرقاقات العصبية المزروعة التي سمحتْ «بالتبرع» بذكرياتٍ من فئرانٍ عديدةٍ إلى فأرٍ آخرَ أن تُعِيد بعض الوظائف الدماغية التي فُقدتْ بعد التعرُّض لحادثٍ أو سكتةٍ دماغيةٍ أو الإصابة بمرض ألزهايمر.

في حالة كثيرٍ من الأشخاص المصابين بفقدان الذاكرة، تكون الأجزاء التالفة من الدماغ عاجزةً عن نقل المعلومات من منطقةٍ إلى أخرى. فإذا تمكنتَ من تصنيع إلكترونيات تسجِّل الإشارات الصادرة عن منطقة، ثم تتجاوز الأجزاءَ التالفة وتُفرِّغ الإشارات في منطقةٍ أخرى، فسوف تستطيع مساعدة هؤلاء الأشخاص على استعادة القدرة على تكوين ذكرياتٍ جديدةٍ أو حتى الوصول إلى الذكريات القديمة العزيزة. وستكون هذه الرقاقة بمثابة عملية تحويلٍ لمسار الدماغ.

إن الوصول إلى هذه النتيجة لن يكون سهلًا؛ فهذه الزراعة تتوقف على مستوًى من العلوم العصبية بدأ الناس في استيعابه لتوِّهم. إلَّا أن الأهم من ذلك هو أن هذه التقنيات الحديثة تطرح تساؤلاتٍ أخلاقيةً كانتْ في السابق حِكْرًا على ميدان الخيال العلمي. فذكرياتنا هي ما يُميِّزنا؛ ومِن ثَمَّ فإن حفظها من التلف يمكن أن يُنقِذ هويتنا؛ لكن عندما تصبح ذاكرتك خوارزمية حاسوبية، هل ستظل الشخص نفسه؟ لقدِ اقترب وقت معرفة الإجابة عن هذا السؤال؛ فستبدأ أولى الدراسات على البشر خلال خمس سنوات.

لقد تزايدتْ قدرتنا على التواصل المباشر مع الدماغ بسرعةٍ خلال العَقْدين الماضيين؛ فقد أدَّت التكنولوجيا — المعروفة باسم واجهة الدماغ الحاسوبية — إلى استعادة السمع والبصر عن طريق زرْع قوقعة الأذن وزرْع الشبكية. كما أنها ساعدت الأشخاص على التحكُّم في الأطراف الصناعية؛ فالذراع الآلية المرتبطة بالقشرة الحركية تتمتع بقدْرٍ من الحساسية يمكِّن الشخص المبتور الطرف من حمْل فنجانٍ من القهوة، والتقاط حبات العنب، بل والعزف على الجيتار.

ولكن رغم أن هذه الأجهزة تبدو مثيرة، فإنها محدودة الوظيفة؛ فيقول روبرت هامبسون الذي يعمل في مجال زرْع الأجهزة المعرفية مع ديدوايلر في مركز ويك فورست بابتيست الطبي في كارولاينا الشمالية: «الأطراف الصناعية التعويضية تختص في الأساس بالإخراج؛ حيث نستقبل بها إشاراتِ منطقةٍ معينةٍ في الدماغ ونستخدمها في التحكُّم في الجهاز. أما القوقعة والشبكية المزروعتان فجهازا إدخال؛ إذ نستقبل بهما مخرجات الآلة وندخلها في أحد أجزاء الدماغ.»

أما عند نقل الإشارات بين منطقتين في الدماغ، فإننا نحتاج لجهازٍ بإمكانه القيام بمهمتَيْ تسجيل النشاط في مجموعةٍ من الخلايا العصبية وتحفيز مجموعةٍ أخرى من الخلايا العصبية كهربائيًّا لإعادة تشغيل ذلك النشاط متى اقتضتِ الحاجة. ولا داعيَ لذكر أن ذلك مسعًى محفوفٌ بالتحديات. ويستطرد هامبسون فيقول: «من أجل تصنيع جهازٍ معرفيٍّ لا بد أن نعرف أولًا كيف تبدو الذكرى.» لقد أصبح البحث عن أثر ذكرى في الدماغ أمرًا معقدًا نظرًا لوجود أنواعٍ كثيرةٍ من الذكريات؛ فثَمَّةَ «ذاكرة عاملة» قصيرة المدى تساعدك على تذكُّر رقم الهاتف قبل إجراء مكالمة، وثَمَّةَ ذكريات حِسِّية قد تشمل صدَى ما قاله لك أحد الأشخاص توًّا، وذكريات طويلة المدى عن الحقائق والمهارات والخبرات. وتلك الذكريات الطويلة المدى وكيفية نشوئها من الذاكرة العاملة هما محور اهتمام ديدوايلر وهامبسون.

وعلى الرغم من أن كل أثرٍ لذكرى يختلف عن الآخر، فإن كل الذكريات الطويلة المدى تنشأ في منطقةٍ تُسمَّى الحُصين، وهي «آلة الطباعة» الخاصة بالدماغ. وعند زرْع أي جهازٍ في هذه المنطقة قد يتسنَّى تسجيل الذكريات أثناء تكوُّنها. وتتمثل الخطوة التالية في معرفة الشفرة العصبية التي تُمثِّل ذكرى بعينها. ويُعتقد أن السبيل إلى ذلك يكْمن في النمط المحدَّد الذي تطلِق به الخلايا العصبية المتصلة فيما بينها النبضات الكهربائية؛ فتزامُن مجموعةٍ من الخلايا العصبية قد يُمثِّل فكرتَك عن برج إيفل على سبيل المثال، في حين قد يمثل تزامُن مجموعةٍ أخرى — ربما تكون متداخلة — فكرتَك عن مدينة باريس على نحوٍ أشمل.

على مدار العَقْدين المنصرمَين بدأ علماء العلوم العصبية البحثَ تحت غطاءٍ من السرية عن طُرق لفك هذه الشفرة. واتَّخذ ثيودور بيرجر من جامعة جنوب كاليفورنيا أولى الخطوات في تسعينيات القرن العشرين؛ إذ استعان بتقنيةٍ تُدعى تقنية المدخلات والمخرجات المتعددة. تُستخدم هذه التقنية عادةً في استخلاص الإشارات من الضوضاء في الاتصالات اللاسلكية، لكن بيرجر أدرك أنه بإمكانه استخدام الطريقة نفسها لالتقاط إشاراتٍ ذات معنًى من وسط ضوضاء ملايين الخلايا العصبية المطلِقة للنبضات الكهربائية. ورغم ذلك، فإن هذا المسعى لم يُفلح في إرضاء المشكِّكين في بيرجر. وعن هذا يقول إيريك لوثارد، جرَّاح الأعصاب في جامعة واشنطن في سانت لويس بولاية ميزوري: «لقد ظل الناس ينعتونه بالمجنون لفترةٍ طويلة.»

المسألة ليستْ أن بصمات الذاكرة كانتْ خافيةً على العلماء الآخرين؛ بل كان ثَمَّةَ أدلة تشير إلى امتلاك الأشخاص خلايا عصبيةٍ غاية في التخصص تطلِق نبضاتٍ كهربائيةً استجابةً لمفهومٍ واحد، مثل ذِكْر جدتهم أو ذِكْر الممثلة جينيفر أنيستون.

ورغم ذلك، فإن الخلايا المسماة بخلايا الجدة تُشفِّر مجموعة محدودة من الأفكار، في حين أن بيرجر كان يسعى وراء القدرة على تشفير أيِّ ذكرى. وقد تمكَّن تدريجيًّا من إثبات أن خوارزمية المدخلات والمخرجات المتعددة تستطيع تحقيق ذلك، باستخدامها في عزْل الإشارة المحدَّدة وراء ذكرى فعلٍ معين، ثم إعادة تشغيل ذاك التسلسل نفسه.

في تجربةٍ رائدةٍ لبيرجر — الذي يعمل حاليًّا مع ديدوايلر وهامبسون — زَرَع رقاقة تحتوي على أقطابٍ إلكترونيةٍ في منطقة الحُصين في أدمغة عددٍ من الفئران. وبعد ذلك استخدموا خوارزمية المدخلات والمخرجات المتعددة لعزْل وتسجيل الشفرة العصبية ذات الصلة عند ضغط الحيوانات المدرَّبة على إحدى رافعتين للحصول على الطعام. وبعد تخدير الفئران لإعاقة قدْرتهم على تذكُّر الرافعة التي تُفضي إلى الطعام، استخدم الفريق بعد ذلك الأقطاب الكهربائية نفسها لتوصيل نسق إطلاق النبضات الكهربائية نفسه إلى الخلايا العصبية مرةً أخرى. وعلى الرغم من فقدان الفئران ذاكرتَها فقد عرفتْ أيَّ رافعةٍ تضغط. وهذا يعني أن الخوارزمية ساعدت الفئران على استعادة ذاكرتها المفقودة.

كان هذا انتصارًا يُظهِر قدرة الإلكترونيات على أن تفك الشفرة العصبية وربما تحل محل الأجزاء التالفة من الدماغ، فتقوم بدور حُصينٍ صناعيٍّ لعلاج فقدان الذاكرة على سبيل المثال.

من الأسئلة المحورية التي أثارها بحث ديدوايلر: هل لكلٍّ منَّا شفرة عصبية مختلفة أم إن ثَمَّةَ لغةً أشمل يتشاركها الجميع؟ وهنا يأتي دور محاولات ديدوايلر وهامبسون زرْعَ ذكريات بعض الفئران لدى أخرى. فقد كانت تجاربهما تتضمَّن في المعتاد مجموعتين من الفئران مدرَّبتين على الجري بين حلبتين، والضغط على سلسلة من الروافع بترتيبٍ معين. وجدير بالذكر أن إحدى هاتين المجموعتين كانتْ مدرَّبة على تأخير أفعالها — إذ كان عليها الانتظار لمدة ٣٠ ثانية قبل أن تتمكَّن من الضغط على إحدى الروافع — أما المجموعة الثانية فلم تتدرَّب على ذلك. فعندما واجهتِ المجموعة الثانية هذا التأخير غير المتوقَّع ارتبكتْ؛ حيث لم تستطِعْ تذكُّر الرافعة التي تعلمتْ أن تضغط عليها. ولكن عندما استخدم ديدوايلر وهامبسون تقنية المدخلات والمخرجات المتعددة لتسجيل النشاط الدماغي المتعلق بهذه المهمة في المجموعة الأولى، ثم أعادا تشغيلَه في دماغ المجموعة الثانية باستخدام الأقطاب الكهربائية، بدأتْ تلك الفئران تتصرَّف كما لو كانتْ خضعتْ لهذا النوع من التدريب البديل، واختارتِ الرافعة الصحيحة بعد فترة توقُّفٍ طويلة، على الرغم من أن هذا الأمر لم يكن جزءًا من خبراتها السابقة. ويعلق هامبسون قائلًا: «إن نموذجنا يُمكِّننا من تثبيت ذكرى لم تُستخدم من قبلُ.»

هل كان الإعداد بهذه الجودة حقًّا؟ أم هل من الممكن أن يكون ثَمَّةَ سبب آخر وراء هذا النجاح؟ أجرى ديدوايلر وهامبسون عددًا هائلًا من التجارب الضابطة لاستبعاد أي تفسيراتٍ أخرى، بما فيها احتمال كونها مجرد أثرٍ عَرَضيٍّ خادعٍ ناتجٍ عن إحداث وخزةٍ إلكترونيةٍ خفيفةٍ للدماغ، أو كونها تحسُّنًا عامًّا ناتجًا عن التحفيز الكهربائي. وفي النهاية، نُشر البحث في ديسمبر تحت عنوان: «من الممكن حقًّا زرْع بصمةٍ عامةٍ لذكرى في الدماغ» (مجلة جورنال أوف نيورال إنجِنيرِنج، المجلد ١٠، صفحة ٠٦٦٠١٣).

وإذا أمكن تكرار هذا الأمر في البشر، فمن الممكن أن تأتيَ رقاقة مزودة بشفرةٍ جاهزةٍ تساعد الأشخاص في تعلُّم المهارات العامة من جديد، مثل تنظيف الأسنان أو قيادة السيارة؛ أي الأفعال التي غالبًا ما تُفقَد بعد التلف الدماغي. ويقول جاستن سانشيز، المسئول عن أبحاث الاستعاضة العصبية في جامعة ميامي بولاية فلوريدا: «قبل أن نتمكَّن من إعادة شخصٍ مصابٍ بتلف الدماغ إلى حياته الطبيعية، نريد أن نُعيد إليه القدرة على تكوين تلك الذكريات التعريفية الجوهرية.»

توصيل الأقطاب

إن إدخال مزيدٍ من التطورات سيُمكِّن تلك الرقاقات العصبية من معالجة مشكلاتٍ أكثر تعقيدًا من مجرد مهمةٍ بسيطةٍ كمهمة تعلُّم المهارات. وعن هذا يقول سانشيز: «فكِّرْ في رجلٍ عاد من الحرب ولا يستطيع تذكُّر وجه زوجته.» من أجل هذا النوع من التعرف، يقسِّم المخ الشخص أو المكان أو الشيء المراد التعرُّف عليه إلى سمات محددة — مثل لون الشعر أو طول القامة — ويشفِّر كل سمةٍ على حِدَة.

وإن استخدام خوارزمية المدخلات والمخرجات المتعددة لتكرار هذه العملية تحدٍّ طَموحٌ بدأ ديدوايلر وهامبسون في استكشافه مؤخرًا؛ فعلى سبيل المثال: درَّبا قرود المَكاك على تذكُّر مكان صورةٍ معينةٍ وشكلها على شاشة، ثم اختيار الصورة نفسها من بين مجموعة صور أكبر بكثير بَعْد دقيقةٍ تقريبًا. وطيلة الوقت، كانت الخوارزمية تسجِّل — من خلال أقطابٍ كهربائيةٍ موصَّلةٍ بأدمغة قرود المَكاك — الإشارات العصبية التي تتكوَّن في القشرة الأمامية الجبهية وفي الحصين. وبعد ذلك خدَّرا القرود للإخلال بقدرتها على تكوين ذكرياتٍ جديدةٍ طويلة المدى قبل أن يجعلوها تؤدِّي المهمة نفسها مرةً أخرى. وعند التحفيز الكهربائي للخلايا العصبية بالإشارات نفسها التي سجَّلاها في التجارب الناجحة، تحسَّن أداء القردة كثيرًا. وهكذا فبإدخال الشفرة في الدماغ، حفَّزا الحصين والقشرة الأمامية الجبهية على إعادة إنتاج الذكريات «الصحيحة».

ومن المثير أن ديدوايلر وهامبسون اكتشفا أنماطًا لا تتفق مع الصور نفسها التي كانت تنظر إليها القردة، بل تتفق مع سماتٍ عامةٍ في تلك الصور، مثل ما إذا كانتْ تحتوي على اللون الأزرق أو وجهٍ بشري. ويُعلِّق ديدوايلر قائلًا: «نعتقد أن هذه هي طريقة عمل الذاكرة»؛ فعوضًا عن الإسراف بتكوين بصمةٍ عصبيةٍ لكل شخصٍ أو مكانٍ أو شيءٍ تقابله، يقسِّم الدماغ المعلومات الواردة إلى سمات. ويستطرد قائلًا: «فمن أجل تذكُّر أمرٍ معيَّن، لا تحتاج إلى تذكُّر كل شيءٍ عن هذا الأمر.» فعوضًا عن تذكُّر التفاصيل الدقيقة، نجد أن توليفة السمات هي التي تساعد في استحضار الأمر المطلوب إلى الذهن.

يرى داوفِن تشِن، الباحث في معاهد الصحة الوطنية في بيثيسدا بولاية ماريلاند، أن مرونة أدمغة القرود ذاتها ربما كانتْ ساعدت الخوارزمية. وقال: «إن الدماغ يحاول التوصُّل إلى حلٍّ وَسَطٍ مع الآلة. إنها عملية تكيُّفية؛ فإذا قدمتَ للدماغ معلوماتٍ كافيةً — أو حتى ناقصة — فسيكون قادرًا على ترجمتها إلى شيءٍ يجده مفيدًا.» وقد تجلَّتْ هذه الظاهرة بقوةٍ في القواقع المزروعة بالأُذن، ويمكن أن تكون وسيلةَ مساعدةٍ قويةً لأي شخصٍ مصابٍ بالتلف الدماغي يأمل في اللجوء إلى زراعة الأجهزة المعرفية في المستقبل.

ومع تطوُّر التكنولوجيا يمكن لرقاقات الدماغ التي تجمع بين الأقطاب الكهربائية والخوارزميات، مثل خوارزمية المدخلات والمخرجات المتعددة، أن تصير قادرةً على ترجمة أدقِّ تفاصيل الخبرات التي يتعرَّض لها المرء. وقد أثبتَ رانولفو رومو الباحث في جامعة المكسيك أن رقاقاته بإمكانها التقاط إشاراتٍ تسجِّل أدقَّ التغيرات في المدرَكات الحسية، مثل: تردد اهتزازاتٍ معين على الجلد. وإثباتًا للفكرة استخدم تلك الرقاقات لزرْع الأحاسيس المتواصلة لأحد القردة في دماغ قردٍ آخر كما لو كان ثَمَّةَ تخاطر بينهما. وعن هذا يقول رومو: «لقد تعاملت القِرَدة مع الأحاسيس المزيفة كما لو كانت نابعةً من ذاكرتهم العاملة.»

يرى جون دونهيو، الباحث في جامعة براون في بروفيدنس بولاية رود آيلاند — الذي مثَّل عمله في مجال واجهات الدماغ الحاسوبية مصدرَ إلهامٍ للهندسة العصبية الحالية — أن ذلك العمل علامة مهمة تدل على التقدم المُحرَز مؤخرًا، ويقول: «كان على القرد أن يبلغ مستوًى متطورًا من التمييز الإدراكي. وقد أثبتَ رومو أنك لا تستقبل المعلومة فحسب، بل إنك تستطيع استخدامها كما لو كانت حقيقية.»

إن فك شفرة المعلومات الحسية بإعمالِ مثل هذا التوليف الدقيق يمكن أن يكون له تطبيقات مهمة أخرى بخلاف إعادة المعلومات الحسية إلى الذكريات. فعلى سبيل المثال: أحيانًا يفقد الناس القدرة على التحدُّث بسبب تلفٍ في الدماغ بين منطقة فيرنيك ومنطقة بروكا. ومِن ثَمَّ يمكن لرقاقةٍ تلتقط تلك الإشارات الحسية المفصَّلة وتترجمها بين المنطقتين أن تُعيد لهؤلاء الأشخاص القدرة على الكلام (انظر الشكل التوضيحي).

إعادة بناء الأدمغة التالفة: يمكن أن تساعد الإلكترونياتُ المزروعةُ الأشخاصَ المصابين بالتلف الدماغي من خلال تسجيل الإشارات العصبية ثم إعادة إرسالها متجاوزةً المنطقة المتضررة.

ورغم هذه التقدمات المُحرَزة، فإن أكبر شيءٍ ما زال مجهولًا هو نوعية تلك الخبرات. ويقول سانشيز معلقًا: «بالنسبة إلى الحيوانات فإنك لا يمكنك سؤالها: ما هو تصوركِ عن الذاكرة؟» ولكن هذا الوضع قد يتغيَّر قريبًا؛ فمشروع استعادة الذاكرة النشطة — وهو مشروع ينفِّذه سانشيز لصالح وكالة المشروعات البحثية المتقدمة الدفاعية الأمريكية (داربا) — بصدد دفع البحث نحو إجراء التجارب على البشر. ومن المقرر أن يُختار في نهاية هذا الشهر الباحثون الذين سيتلقَّوْن التمويل؛ حيث ستكون إحدى أولى الخطوات هي فهْم كيف تترجم خبرة الذكرى الجديدة إلى شفرةٍ كهربائيةٍ في الدماغ البشري.

إن فحص الحصين عملية شائعة بالفعل، وإلى حدٍّ كبيرٍ يعود الفضل في ذلك إلى التجارب التي أُجريتْ على المصابين بالصرع المستعصي العلاج الذين يستَرِقُ أطِبَّاؤهم النظرَ إلى إشاراتهم الدماغية باستخدام أقطابٍ كهربائيةٍ تتوغَّل بعمقٍ في الدماغ من أجْل فهْم حالاتهم على نحوٍ أفضل (انظر الجزء بعنوان «شفرة المصدر»). ويقول سانشيز إن تقنية المدخلات والمخرجات المتعددة مجرد واحدة من أساليبَ عديدةٍ متنافسةٍ يمكن استخدامها لمعالجة تلك الإشارات. وبعد اختبار الخوارزميات والإلكترونيات المتنافسة على مثل هؤلاء المتطوعين وتنقيحها، ستدخل النماذج الأولية من هذه الرقاقات مرحلة التجارب السريرية. وستتطلَّب هذه الدراسات موافقة الإدارة الأمريكية للغذاء والدواء بالإضافة إلى الموافقة المستنيرة للمتطوعين بعد إطلاعهم على الفوائد والمخاطر المحتملة للتجربة. وإذا أقرَّتِ الإدارة الأمريكية للغذاء والدواء بأن الرقاقة آمنة بالدرجة الكافية، فسيُصرَّح باستخدامها. وتتمنَّى وكالة المشروعات البحثية المتقدمة الدفاعية أن تُستخدَم أجهزة الزرع الناتجة في مساعدة الجنود الذين يعودون من الحرب بإصابات الدماغ الرضيَّة.

يحلم كثير من الباحثين في مجال الهندسة العصبية بابتكار رقاقاتٍ مشابهةٍ من أجل مرضى ألزهايمر والسكتة الدماغية، حسب درجة التلف. وفي حالات التلف الدماغي الشديد، يأمل هامبسون في ابتكار جهازٍ يُرتدى على الحزام مزوَّدٍ بأزرارٍ تساعدك على تذكُّرِ أماكنَ محددةٍ بالإضافة إلى المغزى من تلك الأماكن. ويُعلِّق هامبسون قائلًا: «لنفترض أنني في المطبخ وأحتاج إلى تذكُّر مكان الفضيات» في هذه الحالة سيضغط المريض على الزر الأيمن «وتنبثق الذكرى لأننا خزَّنَّا الشفرة.»

وإذ يزداد عدد الأشخاص المستهدف تقديم أجهزة الزرع إليهم، تتركَّز المسائل الأخلاقية الواضحة حول موضوعات الموافقة المستنيرة. فعلى أيِّ حال، في معظم الإجراءات التجريبية تتطلَّب الموافقة عقلًا سليمًا، في حين أن رقاقات الذاكرة هي أجهزة تدخل بالتحديد لمساعدة الأشخاص المصابين بتلفٍ في الدماغ. ويقول كلٌّ من ديدوايلر وسانشيز إن هذا الموضوع أكثر بساطةً مما يبدو؛ فلطالما كان ثَمَّةَ إجراءات تُمكِّن أقارب مرضى الغيبوبة أو الأشخاص المصابين بأمراضٍ مثل ألزهايمر من اتخاذ القرار نيابةً عنهم.

كانت الأسئلة الأعمق المتعلقة بتعديل الذاكرة ركيزةً مألوفةً في الفنون قبل تحميل نِيو مهارات الكونج فو بوقتٍ طويل. وعلى حدِّ تعبير لويس بونويل الذي يمكن القول إنه رائد الأفلام السيريالية: «ذاكرتنا هي التي تمنحنا كياننا المتماسك ومنطقنا ومشاعرنا، بل وتصرفاتنا. وبدونها، نحن لا شيء.» فإذا غيَّرت تلك الذكريات بسبلٍ غير طبيعية، فهل ستظل أنت الشخص نفسه؟

تُبرِز التجارِبُ التي أجراها ديدوايلر وهامبسون على الفئران أحدَ المخاوف المحتملة، متمثلًا في أن تلك الذكريات ربما لا تعود ذكرياتك. ويقول رومو مفسرًا: «إذا شغَّلتَ الدوائر الصحيحة فستخلق وهمًا بأنك تتذكَّر أمرًا.» أيُّ نوعٍ من الضوابط يمكن أن يضمن أن تعكس كل ذكرى مزروعةٍ حقيقة بيئة ذلك الشخص؟ وسواءٌ أكانت تلك الذكريات تخصك أم لا، فإن تحفيز الخلايا العصبية المرتبطة بالذاكرة سوف يقود في النهاية — بطريقةٍ مباشرةٍ أو غير مباشرةٍ — إلى حدوث تغييرات في قراراتك. فمَن المسئول إذنْ عن عواقب تلك القرارات؟

وهناك أيضًا احتمال أن تُعيد هذه الرقاقات دون تمييز أحداثًا دُفنتْ منذ زمن. وتلك الذكريات لا تكون كلها مرغوبًا فيها؛ فمِن أكبر مواهب الدماغ النسيان، بالإضافة إلى التذكُّر. ولكن ربما يكون هذا ثمنًا زهيدًا لا بد من دفْعه من أجل ملء ما تبقَّى من العمر بذكرياتٍ جديدةٍ قادمة.

شفرة المصدر

لقد أحرزنا تقدمًا كبيرًا في قدْرتنا على فكِّ شفرة دلالات الإشارات الدماغية، إلى حَدٍّ يسمح للناس بالتحكُّم في الكراسي المتحركة بأفكارهم، وربما يُمكِّنهم من استعادة القدرة على تكوين ذكرياتٍ جديدة.

ولكن قبل أن تتمكَّن من استخلاص دلالة إشارات الدماغ، تحتاج أولًا إلى إشارةٍ عالية الدقة. وثَمَّةَ طُرق عديدة للتنصُّت على الرسائل الكهربائية داخل الدماغ، وكلها طرق قائمة على المفاضلة. فكِّر في الأمر باعتباره سهرةً في حفلٍ موسيقي؛ فالأقطاب الكهربائية التي تُثَبَّت على فروة الرأس دون أن تخترقها يمكنها الاستماع إلى الأوركسترا كاملة. ويمكنك التركيز على مجموعة الآلات الوترية باستخدام تقنيةٍ أكثر اختراقًا للدماغ، هي: تخطيط كهربائية قشرة الدماغ، الذي يتضمَّن وضع لوحةٍ من الأقطاب الكهربائية على سطح الدماغ. أما إذا كنتَ ترغب في الاستماع إلى كمانٍ واحدٍ بعينه، فليس أمامك خيار سوى الاتصال المباشر بالخلايا العصبية كلٍّ على حِدَة.

تتطلب هذه الدقة العالية إدخال أقطابٍ كهربائيةٍ عميقة الاختراق، ويأتي استخدام هذه الأقطاب الكهربائية مصحوبًا بعدة محاذير؛ فإدخالها يمكن أن يتسبَّب في تمزيق الخلايا العصبية المحيطة وتقطيعها؛ مما يُسفِر عن الإصابة بالوذمة والندوب، فضلًا عن أن الاستجابة المناعية للدماغ تُكوِّن ندوبًا تصدُّ الجسم المخترِق. وسرعان ما تصبح الأقطاب الكهربائية غير قادرةٍ على قراءة أية معلومات ذات معنًى.

ونتيجةً لذلك؛ فقليلة هي الأجهزة المزروعة التي استمرتْ في الدماغ لفترةٍ تزيد عن عامٍ أو عامين. ويُعلِّق محمد رضا عبيديان، من جامعة بنسلفانيا الحكومية في يونيفرسيتي بارك، فيقول: «الوضع الأمثل هو أن يتوافر للمرء جهاز مزروع يدوم طيلة العمر.» وربما نستطيع عما قريبٍ زيادة العمر الافتراضي للجهاز «إلى ١٠ سنوات». وقد درس عبيديان باستفاضةٍ الأفكارَ التي تدور بخلد علماء الأعصاب بشأن الجيل التالي من الأقطاب.

(١) التقليص

إن تصنيع أسلاكٍ أقلَّ سمكًا يحدُّ من إحدى أكبر المشكلات الميكانيكية المتعلقة بالأجهزة المزروعة في الدماغ؛ أي التنافر الجوهري بين القطب الكهربائي الصُّلب القاسي والدماغ الغَضِّ اللين؛ فكلما جعلتَ الأسلاك أرفع — وبعضها صار على مستوى النانو في الوقت الحالي — زادتْ قابليتها للانثناء، وقلَّ تهيُّج الدماغ إثرها.

(٢) التمويه

مهما كانت الأقطاب الكهربائية رفيعة، فإن تلك الأقطاب المخترِقة ستظلُّ أجسامًا غريبة لأنها مصنوعة من السليكون ولها أطراف معدنية. ويعكف بعض العلماء على دراسة المواد ذات المواءمة الحيوية والهلاميات المائية ليجعلوا تلك الأجسام الدخيلة غير مرئية. ويُمثِّل لفُّ أقطاب البوليمر في الحرير أحد الخيارات الأخرى المطروحة؛ فهذا سيسمح للأقطاب بالانزلاق بسهولةٍ في أنسجة الدماغ اللينة. وبمجرد دخول الأقطاب سيتحلل الحرير ويمتصُّه الدماغ، دون حدوث استجابةٍ مناعية. ولكن حتى المواد ذات المواءمة الحيوية لن تخدع الخلايا المناعية للدماغ طوال الوقت.

(٣) التسلل

ليحدثَ الاندماج الحقيقي تحتاج لخداع الدماغ كي يظن أن الجهاز كائن حي. ومن أجل فِعل ذلك، يعكف بعض الباحثين على دراسة الأقطاب الكهربائية العضوية المصنوعة من موادَّ مثل البوليمرات والهلاميات المائية، والمشهورة باستخدامها في صناعة العدسات اللاصقة.

(٤) الإغواء

الجهاز المزروع المثالي لن يتقبله الدماغ فحسب، بل سيحفز الخلايا العصبية على تقبُّل الأقطاب الكهربائية، والنمو داخلها وحولها؛ فالوصلات العصبونية عادةً ما يُستخدَم المايلين لعزلها؛ ولذلك صمَّم الباحثون في جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو دعاماتٍ من البوليمر تحثُّ الدماغ على إحاطة الأجهزة المزروعة بالمايلين، وهذا من شأنه أن يزيد فُرص إنشاء اتصالٍ جيد. وهناك بعض الباحثين الآخرين يضيفون إلى الأقطاب الكهربائية نواقلَ عصبيةً وبروتيناتٍ وعواملَ نمو الأعصاب.

بالإضافة إلى الاستماع إلى الخلايا العصبية، كثيرًا ما تُضطر الأقطاب الكهربائية إلى تحفيز تلك الخلايا، وهو ما قد يُسبِّب التلف أيضًا إذا تكرَّر. وثَمَّةَ تقنية غير مألوفة قد تَحُدُّ من قدْر التدخل.

فباستخدام تقنيةٍ تُسمَّى علم البصريات الوراثي يمكن أن يستخدم الباحثون نبضاتٍ من الضوء لتشغيل الجينات الموجودة داخل الخلايا العصبية الفردية أو تعطيلها. وهذه التقنية من شأنها أن تتيح تسليط الضوء على أجزاءٍ معينةٍ في الدماغ، وهو ما لا يتحقق إلَّا بالأقطاب الكهربائية في الوقت الراهن. بل إنه ثَمَّةَ إشارات توضح أنه من الممكن فعل ذلك دون الاستعانة بكابل الألياف الضوئية الذي يلزم استخدامه في الوقت الحالي من أجل إيصال الضوء إلى الدماغ؛ حيث اتضح أن عملية تمرير أطوالٍ موجيةٍ معينةٍ من الضوء دون فتح الجمجمة هي عملية واعدة.

وهناك مشكلة واحدة فقط في هذه التقنية؛ فلِكي تجعل الخلايا حساسة للضوء، تحتاج إلى إدخال جينٍ باستخدام المعالجة الجينية. حتى مع ذلك، يرى سام ديدوايلر، عالم الأعصاب في جامعة ويك فورست بولاية كارولاينا الشمالية، أنه في حين أن استخدام علم البصريات الوراثي في حالة البشر ما زال أمرًا بعيد المنال، فإنه الطريقة الوحيدة التي سيُمكن من خلالها استخدام الأجهزة التعويضية المعرفية في غير حالات إصابات الدماغ وأمراض الدماغ، ويُعلِّق قائلًا: «إنها تكنولوجيا لا تتطلَّب وضع أقطابٍ كهربائيةٍ داخل الرأس. وهذا سيتيح تعديلها لغرض الاستخدام العام.»

وهذا يعني أن هذه التقنية لا تتطلَّب جراحةً في الدماغ، بل هي شيء قد يستخدمه الناس في يومٍ من الأيام لمجرَّد تحسين ذاكرتهم.

بداية ظهور دماغ السليكون

مرَّ قرابة ١٥٠ عامًا على اكتشاف علماء الأعصاب أن الخلايا العصبية للدماغ يمكن تحفيزها بالكهرباء. ويأمل العلماء في أن تتمكَّن الرقاقات المحفزة تلك من تجاوُز الأجزاء التالفة في الدماغ، فتعيد القدرات المفقودة من بصرٍ وحركةٍ وذاكرة. إلَّا أن التقدم المحرَز يسير ببطء.

عام ١٨٧٠

أثبت جوستاف فريتش وإدوارد هيتزيج أن التحفيز الكهربائي للقشرة الحركية في الدماغ يمكن أن يتحكم في حركات الجسم.

عام ١٩٥٦

الحصول على أول براءة اختراعٍ لزراعة الشبكية لإعادة البصر للمكفوفين. وقد استغرق تصنيع جهازٍ ناجحٍ عقودًا من الزمان.

عام ١٩٥٧

أول تجربةٍ لزرع قواقع الأذن لدى البشر، وهي أجهزة تنقل الصوت إلى الدماغ. وعلى الرغم من أن التكنولوجيا كانت بدائية، فقد أثبتتْ أنه يمكن للإلكترونيات ترجمة المعلومات الحسية إلى لغة الدماغ.

عام ١٩٩٦

زرْع أقطابٍ كهربائيةٍ في الفص الأيمن والفص الأيسر من دماغ قرد، مكَّنتْه من التحكُّم في ذراعٍ صناعية.

عام ٢٠٠٤

متطوِّع مصاب بالشلل الرباعي يختبر جهاز بوابة الدماغ «برين جيت»، وهو جهاز زُرِع في دماغه سمح له بإشعال المصابيح، وتغيير القنوات على التليفزيون والتحكُّم في رسائل البريد الإلكتروني باستخدام أفكاره فحسب.

عام ٢٠٠٨

متطوِّع آخر مصاب بالشلل الرباعي يؤدِّي حركاتٍ معقدةً باستخدام ذراعٍ صناعية، يتحكَّم فيها من خلال رقاقةٍ في القشرة الحركية ترسل أوامرَ لهذه الذراع.

عام ٢٠١٠

الحد من أثر الاكتئاب المقاوِم للعلاج من خلال التحفيز باستخدام قطبٍ عميق التوغل في الدماغ.

عام ٢٠١١

شبكة أقطابٍ كهربائيةٍ تمكنتْ من استعادة ذاكرة أحد الفئران بعد إعاقة الحصين لديه مؤقتًا؛ مما يثبت قدْرة هذه التقنية على علاج بعض أشكال فقدان الذاكرة.

عام ٢٠١٢

صنعتْ شركة سكند سايت في كاليفورنيا نظاراتٍ مزودةً بكاميرا مدمجةٍ تحوِّل الصور إلى أنماطٍ إلكترونية. وتُرسَل تلك الأنماط الإلكترونية إلى رقعةٍ صغيرةٍ من الأقطاب الكهربائية المتصلة جراحيًّا بالشبكية، وهناك تحفز الأعصاب الموصِّلة للدماغ. وقد نُقِل عن مجموعةٍ صغيرةٍ من المكفوفين المتطوِّعين أن ذلك النظام مكَّنهم من استبيان حركات اليد، بل وتمكَّن بعضهم من عدِّ الأصابع.

عام ٢٠١٢

ذراع صناعية صُنعتْ في جامعة بيتسبرج — يوجِّهها جهازان مزروعان في القشرة الحركية — مكنتْ سيدة بالغة من العمر ٥٢ سنة مصابة بالشلل من الرقبة إلى أسفل من إطعام نفسها دون مساعدةٍ من أحدٍ لأول مرة منذ ١٠ سنوات.

عام ٢٠١٤

إطلاق مشروع استعادة الذاكرة النشطة التابع لوكالة المشروعات البحثية المتقدمة الدفاعية الأمريكية. ويهدف المشروع إلى بدء إجراء تجارب زرْع الذاكرة لدى البشر في غضون خمس سنوات.