ไม่ต้องฝังชิป! สตาร์ทอัพจีนพัฒนาเทคโนโลยีอ่าน-กระตุ้นสมองด้วยอัลตราซาวนด์

เมื่อได้ยินคำว่า “BCI” หลายคนอาจนึกถึงการผ่าตัด ฝังชิป หรือสายไฟเชื่อมต่อกับสมองโดยตรง แต่ตอนนี้มีเทคโนโลใหม่ที่ไม่ต้องผ่าตัดฝังอุปกรณ์ ใช้เพียง “คลื่นเสียงอัลตราซาวนด์” ส่งผ่านกะโหลกศีรษะเข้าไปยังสมอง

แม้เทคโนโลยีอัลตราซาวนด์จะถูกใช้มานานในงานถ่ายภาพทางการแพทย์ แต่ครั้งนี้เป้าหมายไม่ใช่การมองเห็นอวัยวะ หากเป็นการสื่อสารกับสมองโดยตรง แนวคิดนี้ถูกผลักดันโดย Gestala สตาร์ทอัพจีนอย่างที่ก่อตั้งในเมืองเฉิงตู ด้วยการพัฒนาอินเทอร์เฟซ BCI (Brain-Computer Interface) ที่ใช้ “คลื่นอัลตราซาวนด์แบบโฟกัส” เพื่อกระตุ้นและศึกษาการทำงานของวงจรประสาท

Ultrasound brain computer interface คืออะไร?

อินเทอร์เฟซ BCI ส่วนใหญ่ในปัจจุบันอาศัยขั้วไฟฟ้าเพื่อบันทึกสัญญาณไฟฟ้าจากเซลล์ประสาท ตัวอย่างคนรู้จักคือ Neuralink ซึ่งใช้เส้นใยขนาดเล็กฝังในสมองเพื่อเก็บข้อมูลกิจกรรมประสาท

แต่อัลตราซาวนด์ทำงานต่างออกไป แทนที่จะวัดสัญญาณไฟฟ้าโดยตรง มันใช้คลื่นเสียงความถี่สูงที่สามารถ:

• สร้างภาพเนื้อเยื่อภายใน
• ทำลายเนื้อเยื่อผิดปกติ เช่น เนื้องอก
• ปรับกิจกรรมของระบบประสาทโดยไม่ต้องผ่าตัด

ปัจจุบัน การรักษาด้วยอัลตราซาวนด์แบบโฟกัส (Focused ultrasound) ได้รับอนุมัติสำหรับโรคพาร์กินสัน เนื้องอกในมดลูก และเนื้องอกบางชนิด ซึ่งเป็นฐานความรู้สำคัญที่บริษัทอย่าง Gestala พยายามต่อยอด แต่การ “อ่าน” หรือถอดรหัสสัญญาณสมองด้วยคลื่นเสียงนั้นซับซ้อนกว่าการกระตุ้นเป้าหมายเพียงอย่างเดียว

ผลิตภัณฑ์แรกของ Gestala มุ่งเป้าไปที่การรักษาอาการปวดเรื้อรัง โดยตั้งเป้ากระตุ้นบริเวณเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าที่เกี่ยวข้องกับประสบการณ์ทางอารมณ์ของความเจ็บปวด งานวิจัยนำร่องบางส่วนชี้ว่า การกระตุ้นบริเวณนี้อาจลดความรุนแรงของอาการปวดได้นานถึงหนึ่งสัปดาห์ในผู้ป่วยบางราย

ระยะแรก อุปกรณ์จะเป็นระบบติดตั้งในคลินิก ผู้ป่วยต้องเข้ารับการรักษาที่โรงพยาบาล ก่อนที่บริษัทจะพัฒนาเป็นหมวกสวมใส่สำหรับใช้งานที่บ้านภายใต้การดูแลทางการแพทย์

ในอนาคต Gestala วางแผนขยายไปสู่การรักษาภาวะซึมเศร้า ความผิดปกติทางสุขภาพจิต การฟื้นฟูหลังโรคหลอดเลือดสมอง โรคอัลไซเมอร์ และปัญหาการนอนหลับ ซึ่งล้วนเกี่ยวข้องกับเครือข่ายสมองที่แตกต่างกันและมีความซับซ้อนสูง

อัลตราซาวนด์จะ “อ่านสมอง” ได้หรือไม่?

เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ฝังในสมองที่ตรวจจับสัญญาณจากพื้นที่จำกัด ระบบอัลตราซาวนด์อาจเข้าถึงบริเวณสมองได้กว้างกว่า แต่การเปลี่ยนแนวคิดนี้ให้กลายเป็นข้อมูลที่แม่นยำและเชื่อถือได้ยังเป็นโจทย์ทางวิศวกรรมขนาดใหญ่

Gestala กำลังสำรวจว่าอัลตราซาวนด์สามารถใช้ตรวจจับรูปแบบกิจกรรมสมองที่สัมพันธ์กับอาการต่าง ๆ ได้หรือไม่ แนวคิดระยะยาวคือ ระบบสามารถวิเคราะห์สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับความเจ็บปวดหรือภาวะซึมเศร้า แล้วส่งการกระตุ้นกลับไปยังจุดเฉพาะเพื่อปรับสมดุล

การกระตุ้นสมองเป็นความท้าทายระดับหนึ่ง แต่การอ่านสัญญาณอย่างแม่นยำคืออีกระดับที่ซับซ้อนกว่า เพระาอัลตราซาวนด์นั้นมีความท้าทายสำคัญอย่างน้อยสองประการ

1. กะโหลกศีรษะทำให้คลื่นเสียงอ่อนลงและบิดเบี้ยว ส่งผลต่อความแม่นยำของสัญญาณ
2. การวัดอัลตราซาวนด์อาศัยการเปลี่ยนแปลงของการไหลเวียนเลือด ซึ่งตอบสนองช้ากว่าสัญญาณไฟฟ้าของเซลล์ประสาท ทำให้การถอดรหัสแบบเรียลไทม์เป็นเรื่องยาก

ตอนนี้เทคโนโลยียังอยู่ในขั้นทดลองแต่หากระบบอัลตราซาวนด์แบบไม่รุกรานพิสูจน์ว่าได้ผลจริง ผู้ป่วยอาการปวดเรื้อรังหรือผู้ที่ต้องการการดูแลด้านสุขภาพจิตอาจมีทางเลือกใหม่ที่ไม่ต้องผ่าตัดสมอง

ที่มา foxnews