بريسايز وإنفنيون يدمجان الذكاء الاصطناعي في زراعات الدماغ

تطوّر شركة بريسايز في هايدلبرغ، بالتعاون مع إنفنيون، إلكترونيات عالية الكفاءة مدعومة بالذكاء الاصطناعي الطرفي لنظام Easee للتحفيز الدماغي منخفض التدخل، بهدف علاج الصرع المقاوم للأدوية مع إمكانية التوسع لعلاج اضطرابات عصبية أخرى.

رقائق ذكية لعلاج الصرع المقاوم للأدوية

يشهد الطلب على أشباه الموصلات القادرة على تشغيل تطبيقات الذكاء الاصطناعي نموًا متسارعًا، بما في ذلك في مجال التقنيات العصبية. وفي هذا السياق تعمّق شركتا بريسايز و إنفنيون تعاونهما القائم لتطوير نظام التحفيز الدماغي Easee.

ويستهدف هذا النظام المرضى الذين يعانون من الصرع البؤري المقاوم للعلاج الدوائي، ويعتمد في بنيته التقنية على وحدة تعرف باسم مولّد النبضات المزروع. ويعتمد هذا المكوّن الحيوي على شرائح إلكترونية عالية الكفاءة ومنخفضة استهلاك الطاقة من إنتاج شركة إنفنيون.

يُعد مولّد النبضات المزروع العنصر المركزي في النظام، حيث يقوم بتوليد الإشارات الكهربائية اللازمة لتحفيز مناطق محددة من الدماغ. وتوفر Infineon في هذا السياق رقائق ذاكرة مؤمنة وأشباه موصلات طاقة عالية الكفاءة تضمن استهلاكًا منخفضًا للغاية للطاقة، وهو عامل حاسم في الأجهزة الطبية المزروعة. ففي وضع الاستعداد، لا يتجاوز استهلاك النظام بضع ميكروواطات فقط.

كما يتضمن النظام آليات أمان متقدمة، مثل أنظمة المراقبة المزدوجة (Redundant Monitoring) وأنماط التشغيل الآمن Fail-Safe، لضمان عدم توليد نبضات غير مرغوب فيها في حال حدوث خلل في النظام.

نظام تحفيز دماغي منخفض التدخل الجراحي

يعتمد نظام Easee على قطب كهربائي رقيق يتم زرعه تحت فروة الرأس مباشرة، حيث يقوم بتحفيز المناطق الدماغية مفرطة النشاط كهربائيًا. ويتميز هذا النهج بأنه لا يتطلب فتح الجمجمة، ما يجعله أقل تدخلاً جراحيًا مقارنة بالأنظمة التقليدية للتحفيز الدماغي.

ولا تقتصر وظيفة المكونات الإلكترونية من إنفنيون على توليد النبضات الكهربائية فقط، بل تهدف أيضًا إلى دعم معالجة إشارات عصبية أكثر تعقيدًا في المستقبل. فهذه الشرائح قادرة على تنفيذ عمليات الذكاء الاصطناعي الطرفي من خلال تحليل الإشارات العصبية محليًا داخل الجهاز، دون الحاجة إلى نقل البيانات إلى أنظمة خارجية.

وقد تم تطوير هذه المكونات وفق معيار ISO 13485 الخاص بأنظمة إدارة الجودة للأجهزة الطبية، ما يضمن مستويات عالية من الموثوقية طويلة الأمد وكفاءة التشغيل منخفضة الطاقة. وبفضل هذه الشراكة التقنية، تعمل بريسايز على تطوير نظام Easee ليصبح منصة علاجية قابلة للتوسع يمكن توسيع تطبيقاتها مستقبلًا عبر تحديثات البرمجيات والإلكترونيات.

مشروع M/EDGE: إدخال الذكاء الاصطناعي إلى الزرعات العصبية

يمثل مشروع M/EDGE المشترك خطوة إضافية في هذا الاتجاه. ويحظى المشروع بدعم من وزارة البحث والتكنولوجيا والفضاء الألمانية، ويهدف إلى تطوير بنى حوسبة طرفية منخفضة الاستهلاك للطاقة مخصصة للزرعات الطبية.

ويتمثل الهدف في تمكين الأجهزة المزروعة من تحليل الإشارات العصبية محليًا، بحيث يمكن تشغيل خوارزميات الذكاء الاصطناعي مباشرة داخل وحدة IPG.

وبذلك يصبح من الممكن تعديل معلمات التحفيز العصبي في الزمن الحقيقي اعتمادًا على الإشارات الدماغية، ما يفتح الباب أمام سيناريو جديد للعلاج، حيث لا يقتصر دور الزرعات العصبية على إرسال نبضات تحفيزية، بل يمكنها أيضًا التعلم من أنماط النشاط الدماغي المشابهة لإشارات EEG وتكييف العلاج بشكل شخصي لكل مريض.

آفاق علاجية تتجاوز الصرع

من الناحية السريرية، يستهدف النظام في مرحلته الأولى المرضى الذين لا تحقق لديهم الأدوية تحسنًا كافيًا في السيطرة على النوبات أو تسبب لهم آثارًا جانبية شديدة. لكن الشركة تخطط أيضًا لتوسيع نطاق استخدام التقنية لتشمل اضطرابات عصبية أخرى، مثل الاكتئاب المقاوم للعلاج الدوائي. وبذلك قد تفتح هذه التكنولوجيا الطريق أمام جيل جديد من أنظمة التحفيز الدماغي منخفضة التدخل الجراحي والمدعومة بالذكاء الاصطناعي، القادرة على تقديم علاجات عصبية أكثر دقة وتخصيصًا.