استارتاپ‌ها در سراسر جهان در حال انجام آزمایش‌های بالینی در بخشی می باشند که می‌تواند زندگی‌ها را تحول دهد و تا دهه ۲۰۳۰ قیمت بیشتر از ۱۵ میلیارد پوند داشته باشد. وران نولسون، نوجوان بریتانیایی مبتلا به نوع شدیدی از صرع به نام سندرم لنوکس-گاستوت، اکتبر قبل به گفتن اولین فرد در جهان تحت آزمایش یک ایمپلنت مغزی تازه قرار گرفت که نتایج شگفت‌انگیزی داشت – تشنج‌های روزانه او ۸۰ درصد افت یافت.

به گزارش سرویس اخبار پزشکی و سلامت تکنا، مارتین تیسدال، جراح مغز و اعصاب اطفال مشاور در بیمارستان بزرگ اورموند استریت لندن که این دستگاه را کاشت، می‌گوید: «این تأثیر بسیاری بر زندگی او داشته و از افتادن و صدمه دیدگی‌هایی که قبلاً داشت، جلوگیری کرده است. مادرش در رابطه بهبود کیفیت زندگی و این چنین شناخت او سخن بگویید می‌کرد: او هوشیارتر و درگیرتر است.»

نوروس تیمولاتور اوران زیر جمجمه قرار دارد و سیگنال‌های الکتریکی مداوم را به عمق مغز او می‌فرستد تا پالس‌های غیر طبیعی که علتتشنج خواهد شد را مسدود کند. این ایمپلانت به نام پیکوستیم و به اندازه باتری تلفن همراه، از طریق هدفون شارژ می‌بشود و بین روز و شب متفاوت عمل می‌کند.

تیسدال می‌گوید: «این دستگاه قادر به ثبت فعالیت مغز است و این به ما امکان می‌دهد تا راه حلهایی را برای منفعت گیری از این اطلاعات برای بهبود اثربخشی تحریکی که کودکان دریافت می‌کنند، در نظر بگیریم. ما واقعاً می‌خواهیم این درمان را در NHS اراعه دهیم.» به گفتن بخشی از یک مطرح آزمایشی، سه کودک دیگر مبتلا به سندرم لنوکس-گاستوت در هفته‌های آینده به این ایمپلنت تجهیزخواهند شد و بعد از آن یک آزمایش کامل با ۲۲ کودک در اغاز سال آینده انجام خواهد شد. اگر این روال خوب پیش رفت، حامیان دانشگاهی – بیمارستان بزرگ اورموند استریت و دانشگاه کالج لندن – برای اخذ مجوز نظارتی عمل خواهند کرد.

تیم دنیسون، استاد علوم مهندسی در دانشگاه آکسفورد و هم‌بنیانگذار و مهندس ارشد شرکت امبر تراپوتیکس مستقر در لندن که این ایمپلنت را با دانشگاه گسترش داده است، امیدوار است که این دستگاه ظرف چهار تا پنج سال آینده در NHS و در سراسر جهان در دسترس باشد. این فناوری بخشی از تعداد فزاینده‌ای از ایمپلنت‌های عصبی است که برای درمان طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها از جمله سرطان مغز، درد مزمن، آرتروز روماتوئید، پارکینسون، بی‌اختیاری و وزوز گوش در حال گسترش است. این دستگاه‌ها نسبت به ایمپلنت‌های قبلی پیچیده‌تر می باشند چون نه تنها فعالیت الکتریکی مغز را رمزگشایی می‌کنند، بلکه آن را تنظیم می‌کنند. این این چنین بخشی است که اروپا در آن برای گسترش فناوری تحول دهنده زندگی با ایالات متحده رقابت می‌کند.

امبر تنها شرکتی نیست که روی ایمپلنت‌های مغزی برای درمان صرع کار می‌کند. نوروپیس در کالیفرنیا دستگاهی را گسترش داده است که به فعالیت غیر طبیعی مغز جواب می‌دهد و توسط سازمان تنظیم کننده ایالات متحده برای افراد بالای ۱۸ سال قبول شده است. با این حال، باتری قابل شارژ نیست و بعد از چند سال باید با جراحی معاوضه بشود. دستگاه‌های دیگر در قفسه سینه قرار می‌گیرند و سیم‌هایی به مغز می‌رسند و باید با رشد کودک مجدداً نصب شوند.

اگر زیاد تر مردم نام تراشه‌های مغزی را بشنوند، به استارتاپ ایلان ماسک، نورالینک، که آن هم در کالیفرنیا مستقر است، فکر می‌کنند. این شرکت اخیرا یک تراشه مغزی را در فرد دوم مبتلا به صدمه نخاعی کاشت. این دستگاه از سیم‌های ریزی منفعت گیری می‌کند که نازک‌تر از موی انسان می باشند تا سیگنال‌های مغز را دریافت کنند و آن‌ها را به عمل ترجمه کنند.

این ایمپلنت بعد از این که تعدادی از سیم‌ها در فرد اول که در ژانویه آن را دریافت کرده می بود، نولاند آربو، که از گردن به پایین فلج است، از جای خود خارج شدند، اصلاح شده است. این دستگاه به او این امکان را داده است که با فکر کردن یک مکان‌نما را روی صفحه کامپیوتر کنترل کند، که به حرف های خودش همانند یک جنگ ستاره‌ای جادایی است که از «نیروی» منفعت گیری می‌کند.

شرکت‌های آمریکایی دیگر همانند Synchron، که توسط بیل گیتس و جف بزوس حمایتخواهد شد، این چنین اخیراً رابط‌های مغز و کامپیوتر (BCI) را در افرادی که نمی توانند حرکت کنند یا سخن بگویید کنند، کاشته‌اند. اما دانشمندان می‌گویند این ایمپلنت‌ها فقط سیگنال‌های الکتریکی را رمزگشایی می‌کنند. در روبه رو، تعدادی از شرکت‌های آمریکایی، بریتانیایی و اروپایی همانند امبر روی تعدیل سیگنال‌ها در چیزی که «درمان‌های BCI» یا تحریک عمقی مغز برای درمان بیماری‌ها نامیده می‌بشود، کار می‌کنند. ایمپلنت امبر این چنین در آزمایش‌های دانشگاهی برای بیماری پارکینسون، درد مزمن و آتروفی چند سیستمی که علتصدمه تدریجی سلول‌های عصبی در مغز می‌بشود، منفعت گیری می‌بشود.

این شرکت این چنین یک آزمایش اولیه برای درمان بی‌اختیاری در بلژیک با نتایج امیدوارکننده حمایتمالی کرده است. نوع فرد دیگر از فناوری در یک آزمایش بالینی که چند هفته دیگر اغاز می‌بشود، با منفعت گیری از اولین ایمپلنت مغزی ساخته شده از گرافن، «ماده شگفت‌انگیز» کشف شده در دانشگاه منچستر دو دهه پیش، آزمایش خواهد شد.

یک تیم پزشکی در بیمارستان سلفر رویال دستگاهی با ۶۴ الکترود گرافنی را روی مغز بیمار مبتلا به گلیوبلاستوما، یک سرطان مغز سریع‌الرشد، قرار خواهد داد. این دستگاه فعالیت عصبی را با دقت بالا تحریک و می‌خواند تا در زمان خارج کردن سرطان به دیگر تکه‌های مغز صدمه نرسد. این ایمپلنت بعد از جراحی برداشته می‌بشود.

کارولینا آگیلار، هم‌بنیانگذار و مدیرعامل شرکت این‌برین نوروالکترونیکس که این ایمپلنت را با موسسه کاتالان نانوساینس و نانوتکنولوژی و دانشگاه منچستر گسترش داده است، می‌گوید: «ما از این رابط برای تعیین محل گلیوبلاستوما و خارج کردن آن بدون تأثیرگذاری بر مناطق عملکردی همانند زبان یا شناخت منفعت گیری می‌کنیم.» به طور سنتی، پلاتین و ایریدیم در ایمپلنت‌ها منفعت گیری می‌شده است، اما گرافن ساخته شده از کربن، بسیار نازک است، برای بافت انسانی زیان اور نیست و می‌تواند به طور زیاد انتخابی رمزگشایی و تعدیل کند.

این‌برین تصمیم دارد آزمایش‌های بالینی را با یک ایمپلنت شبیه که توسط هوش مصنوعی حمایتمی‌بشود، برای افراد مبتلا به بیماری پارکینسون، صرع و مشکلات گفتاری ناشی از سکته مغزی انجام دهد. پروفسور کوستاس کوستارلو، رئیس نانودارویی در دانشگاه منچستر و این چنین یکی از بنیانگذاران این‌برین و محقق مهم آزمایش گلیوبلاستوما، می‌گوید این شرکت تصمیم دارد «یک سیستم کاشتنی هوشمندتر گسترش دهد».

دستگاه‌های تجهیزبه هوش مصنوعی با ۱۰۰۲۴ تماس الکتریکی، «به اراعه بهترین درمان برای هر بیمار بدون نیاز به برنامه‌ریزی همه این مخاطبین به طور جداگانه توسط متخصصان مغز و اعصاب، همانند امروز، پشتیبانی خواهند کرد.»

این‌برین با شرکت داروسازی آلمانی مرک برای منفعت گیری از دستگاه گرافنی خود برای تحریک عصب واگ که مسئول عملکردهای گوناگون بدن از جمله هضم، ضربان قلب و تنفس است، برای درمان بیماری‌های التهابی، متابولیکی و غدد درون‌ریز مزمن شدید همانند آرتروز روماتوئید همکاری می‌کند.

گالوانی بایوالکترونیکس، که در سال ۲۰۱۶ توسط دومین شرکت داروسازی بزرگ بریتانیا، GSK، و شرکت تابعه آلفابت، وریلی لایف ساینسز تأسیس شد، دارای یک درمان پیشرو است که با مقصد درمان آرتروز روماتوئید با تحریک عصب طحال است. گالوانی آزمایش‌های بالینی را با بیماران در بریتانیا، ایالات متحده و هلند اغاز کرده است و اولین نتایج در عرض ۶ تا ۱۲ ماه انتظار می‌رود.

مطابق گزارش وریفاید مارکت ریسर्च، بازار بیوالکترونیک که علم زیست‌شناسی و مهندسی برق را با هم ترکیب می‌کند، اکنون ۸.۷ میلیارد دلار قیمت دارد و پیش‌بینی می‌بشود تا سال ۲۰۳۱ به بیشتر از ۲۰ میلیارد دلار (۱۵ میلیارد پوند) برسد. این حوزه بر سیستم عصبی محیطی تمرکز دارد که سیگنال‌ها را از مغز به اندام‌ها و بالعکس منتقل می‌کند. آگیلار معتقد است که با افزودن نورومودولاسیون و BCI مبتنی بر مغز، کل بازار می‌تواند بیشتر از ۲۵ میلیارد دلار قیمت داشته باشد.

تیم دنیسون از شرکت امبر تراپوتیکس می‌گوید: «هنگامی سخن بگویید از رساندن درمان‌ها به سیستم بهداشت عمومی انگلیس (NHS) و توزیع جهانی می‌بشود، اروپا و بریتانیا می‌توانند با ایالات متحده رقابت کنند. این یک مسابقه منصفانه است و ما برای پیروزی تلاش می کنیم.»

در حالی که شرکت‌های نورومودولاسیون در ایالات متحده با دستگاه‌هایی برای مقصد قرار دادن درد مزمن و آپنه خواب موج تشکیل کرده‌اند، تعداد فزاینده‌ای از استارتاپ‌ها در اروپا در حال ظهور می باشند. MintNeuro، یک اسپین‌آف از کالج امپریال لندن، روی تراشه‌های نسل بعدی کار می‌کند که می‌توان آن‌ها را در ایمپلنت‌های کوچک ترکیب کرد و با شرکت امبر همکاری می‌کند. این شرکت با بودجه‌ای از Innovate UK، اولین پروژه خود را برای گسترش ایمپلنتی برای درمان بی‌اختیاری ادراری ترکیبی اغاز کرده است.

شرکت نوروسافت در ژنو دستگاه‌هایی به شکل لایه‌های نازک فلزی روی سیلیکون قابل کشش گسترش داده است که به علت نرمی، سختی کمتری بر مغز و رگ‌های خونی داخل می‌کنند. این شرکت مقصد خود را بر روی وزوز گوش شدید قرار داده است که ۱۲ میلیون نفر در سراسر جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

نیکولا واچیکوراس، مدیرعامل این شرکت، می‌گوید: «اگرچه وزوز گوش زیاد تر با صدمه به گوش‌ها اغاز می‌بشود، طبق معمولً به علت صدای بلند … می‌تواند علتتغییراتی در سیم‌کشی مغز بشود و در واقع به یک اختلال عصبی تبدیل بشود.»

شرکت نورونیکا که در سال ۲۰۰۹ توسط ۱۳ جراح مغز و اعصاب، متخصص مغز و اعصاب، مهندس و دیگر دانشمندان از مرکز تحقیقاتی پولی کلینیکو میلان و دانشگاه میلان تأسیس شد، یک تحریک‌کننده عمقی مغز قابل شارژ برای درمان بیماری پارکینسون گسترش داده است. این دستگاه قادر به تحریک حلقه بسته است که لحظه به لحظه با حالت بیمار سازگار می‌بشود و تا این مدت در حال آزمایش بر روی بیماران است.