סין מאיצה את הפיתוח של טכנולוגיית ממשק מוח-מחשב (BCI) - תחום שמחבר ישירות בין המוח האנושי למחשב. חברת הנוירוטכנולוגיה הסינית Neuracle Medical Technology קיבלה אישור רגולטורי ראשון בסין למערכת מושתלת של ממשק מוח-מחשב (BCI), שנועדה לשקם תנועת יד אצל מטופלים עם פגיעות בחוט השדרה. לפי הדיווח ב-South China Morning Post, מדובר בפעם הראשונה בעולם שממשק מוח-מחשב פולשני מקבל אישור להימכר ולהיות בשימוש כמוצר רפואי מסחרי.
המהלך נתפס כאבן דרך בתחום הנוירוטכנולוגיה ומדגיש את הדחיפה המואצת של סין לפתח תעשייה שתתחרה בחברות כמו "נוירלינק" (Neuralink) של אילון מאסק.
7 צפייה בגלריה
חוקרים מקווים כי בעתיד ניתן יהיה להשתמש בטכנולוגיה גם לטיפול במחלות נוירולוגיות ובהפרעות נפשיות
(צילום: Shutterstock)
לפי דיווח ב-China Daily, המערכת מאפשרת לקרוא אותות עצביים מהמוח, לתרגם אותם לפקודות ולהפעיל באמצעותן מכשירים חיצוניים. במקביל ניתן גם להעביר משוב למוח עצמו ולווסת פעילות עצבית - התפתחויות שמדגישות את שאיפתה של סין להפוך לשחקן מוביל בתחום שעשוי בעתיד לשנות את הטיפול במחלות נוירולוגיות.
המכשיר החדש מתואר כהתקן אלחוטי בגודל מטבע, שמונח על פני השטח החיצוני של המוח מבלי לחדור לרקמה. הוא קורא אותות עצביים מהמוח ומתרגם אותם לפקודות שמפעילות את תנועת היד. מייסד החברה, שו הונגלאי, בעל דוקטורט בהנדסה ביו-רפואית מאוניברסיטת צינגחואה, הקים את Neuracle בשנת 2011. בחודש שעבר החלה החברה בהליך הנפקה בבורסת הטכנולוגיה STAR בשנגחאי, לאחר שחתמה על הסכם ליווי להנפקה עם חברת Citic Securities.
האפשרות לטפל בהפרעות נפשיות
במוח האנושי יש כ-86 מיליארד תאי עצב (נוירונים), שיוצרים רשת מורכבת שמעבירה אותות. פרופ' יאו דה-ג'ונג מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה האלקטרונית של סין בצ'נגדו, אמר ל-China Daily כי טכנולוגיית ממשק מוח-מחשב עשויה לסייע באבחון ובטיפול במגוון מצבים נפשיים ונוירולוגיים. לדבריו, פעילות המוח משתנה לפי מצב הגוף. "כשאנחנו ישנים שולטים במוח אותות בתדר נמוך, וכשאנחנו עובדים פעילים יותר אותות בתדר גבוה. אם אדם לא מצליח להירדם, ייתכן שמדובר בתדר מוחי חריג", אמר.
פרופ' דה-ג'ונג הוסיף כי ממשקי מוח-מחשב יכולים לזהות דפוסים עצביים שמאפיינים מצבים כמו דיכאון או חרדה, ואף לספק משוב מיידי שמסייע לווסת אותם. לדבריו, כשליש מהמטופלים הסובלים מהפרעות נפשיות אינם מגיבים לטיפול תרופתי, ולכן הטכנולוגיה עשויה להציע עבורם חלופה טיפולית.
7 צפייה בגלריה
שתלים מוחיים חדשים נועדו לאפשר למטופלים עם פגיעות בחוט השדרה לשלוט בתנועת היד באמצעות פעילות מוחית
(צילום: Shutterstock)
הטכנולוגיה הוצעה כבר בשנת 1973, אך רק בעשורים האחרונים החלה להתפתח במהירות. כיום היא משמשת בעיקר לטיפול בהפרעות תנועה שנגרמות מפגיעות בחוט השדרה, שבץ ומחלות ניווניות של מערכת העצבים. השימוש בה לטיפול בהפרעות נפשיות, לעומת זאת, עדיין נמצא בשלב מחקר מוקדם.
פרופ' דה-ג'ונג אמר כי אחד האתגרים המרכזיים במערכות שאינן פולשניות הוא זיהוי מדויק של האזורים הפגועים במוח ושימוש באלקטרודות נוחות. לדבריו, חלק מהמכשירים דורשים שימוש בג'ל מסורבל, בעוד שאלקטרודות יבשות עלולות לגרום אי-נוחות כאשר הן לוחצות על הקרקפת. לכן, לדבריו, יש צורך בפיתוח אלקטרודות שיהיו גם נוחות לשימוש וגם יעילות בהעברת אותות חשמליים.
למרות האתגרים, לטכנולוגיה הלא פולשנית יש יתרונות ברורים: היא בטוחה וזולה יותר מהליך פולשני, ויש לה מעט מאוד תופעות לוואי ידועות. לפי הדיווח, מוצרים המבוססים על ממשק מוח-מחשב כבר נמכרים בסין בפחות מ-2,000 יואן (כ-290 דולר) ולכן נחשבים נגישים יחסית לשימוש ביתי.
מכשיר לא פולשני דור שלישי לשיפור השינה, שפותח בשיתוף המכון של פרופ' דה-ג'ונג וחברת Sichuan Jinhong Traditional Chinese Medicine Technology, צפוי לצאת לשוק במחצית הראשונה של השנה. המערכת משלבת התקן לביש חכם ואפליקציה סלולרית שמאפשרת למשתמשים לנטר ולנהל את השינה שלהם.
7 צפייה בגלריה
השתלים המוחיים מבוססים על אלקטרודות זעירות שמזהות פעילות עצבית ומעבירות אותה למערכת מחשב
(צילום: Shuttsrstock)
פחות תרופות, יותר טכנולוגיה
ד"ר עידית תמיר, רופאה בכירה ומנהלת היחידה לנוירוכירורגיה תפקודית במחלקה לנוירוכירורגיה בבית החולים בילינסון, מסבירה כי הרעיון מאחורי פיתוחים כמו ממשקי מוח-מחשב נובע מההבנה עד כמה המוח מעורב במגוון רחב של מחלות. לדבריה, מחלות נוירולוגיות כמו פרקינסון, אפילפסיה, שבץ מוחי, אלצהיימר ועוד, בנוסף להפרעות פסיכיאטריות כגון סכיזופרניה, OCD ודיכאון, יוצרות עומס רפואי וכלכלי כבד על החברה המודרנית.
לדבריה, במשך עשרות שנים רוב הטיפולים במחלות אלו התבססו בעיקר על תרופות. "במהלך השנים פותחו תרופות רבות בתחומים שונים, אך לא נרשמו פריצות דרך משמעותיות בתחום התרופות בשלושת העשורים האחרונים. לכן, בעולם הרפואה מתפתחת בשנים האחרונות מגמה לחפש טיפולים שאינם תרופתיים, שעשויים להביא לשינוי גדול יותר".
ד"ר עידית תמירצילום: שלומי יוסףאחת הגישות המבטיחות מבוססת על גירוי חשמלי של המוח. "המוח פועל באמצעות פעילות חשמלית, בדומה ללב, ולכן יש היגיון בשימוש בגירוי חשמלי כדי לשנות פעילות מוחית שאינה תקינה במחלות שונות", מסבירה ד"ר תמיר. המטרה היא להשפיע על הפעילות החשמלית החריגה ולשפר הן את התסמינים והן את מהלך המחלה.
ד"ר עידית תמיר: "במהלך השנים פותחו תרופות רבות בתחומים שונים, אך לא נרשמו פריצות דרך משמעותיות בתחום התרופות בשלושת העשורים האחרונים. לכן, בעולם הרפואה מתפתחת בשנים האחרונות מגמה לחפש טיפולים שאינם תרופתיים, שעשויים להביא לשינוי גדול"
לדבריה, כבר כיום קיימים טיפולים המבוססים על עיקרון זה. אחד הוותיקים שבהם הוא טיפול בנזעי חשמל (ECT), המשמש בעולם הפסיכיאטריה כבר שנים רבות. "בטיפול זה מופעל גירוי חשמלי על המוח כולו, מה שיוצר מעין 'איפוס' של אזורים הקשורים למצב הרוח ועשוי להביא לשיפור בדיכאון. עם זאת, מדובר בטיפול שאינו ממוקד ומשפיע על כל המוח".
לעומתו, טיפול מתקדם יותר הוא DBS - גירוי מוחי עמוק. בטיפול זה משתילים במוח אלקטרודות המחוברות לקוצב מוחי ולסוללה, בדומה לקוצב לב. "כמות החשמל שמועברת למוח קטנה בהרבה וממוקדת מאוד", מסבירה ד"ר תמיר. "אנחנו יכולים לגרות אזור ספציפי בגודל של כשני מילימטרים בלבד, במקום להשפיע על כל המוח". לדבריה, הגירוי החשמלי באזור הממוקד משפר את הפעילות המוחית וכך גם את התסמינים של המחלה.
לדבריה, DBS הוא כיום הטיפול היחיד מסוג זה שמאושר לשימוש קליני נרחב, והוא נמצא בשימוש כבר כ-25 שנה. עם השנים השתפרה הטכנולוגיה באופן משמעותי. מערכות חדשות מסוגלות לא רק לגרות את המוח אלא גם לרשום את הפעילות החשמלית באותו אזור שבו נמצאות האלקטרודות. בשנה האחרונה, לדבריה, הטכנולוגיה התקדמה עוד יותר כאשר המערכות החלו לפעול במעגל סגור: הן מתאימות את עוצמת הגירוי בהתאם לפעילות החשמלית שהן מזהות בזמן אמת.
במקביל לכך, קבוצות מחקר רבות בעולם מנסות לקחת את הרעיון צעד נוסף קדימה. המטרה היא לפתח מערכות קטנות ופחות פולשניות, שדורשות השתלה מינימלית ככל האפשר. "שואפים להפוך את החומרה לקטנה ומתוחכמת יותר, עם מקור אנרגיה חיצוני ככל האפשר", אומרת ד"ר תמיר. פיתוחים כאלה עשויים לאפשר בעתיד שימוש בטכנולוגיה גם במחלות נוספות שאינן מטופלות כיום בשיטה זו.
ד"ר תמיר מסבירה כי הפיתוח שעליו דווח לאחרונה בסין פועל על עיקרון דומה. "במקרה זה, לפי הבנתי, מדובר בקוצב שמונח על קליפת המוח באזור האחראי על תנועת היד. המערכת מחוברת חיצונית לכפפה מיוחדת. כאשר מדובר במטופלים עם שיתוק בעקבות פגיעה בעמוד השדרה או גורמים אחרים, הכפפה מאפשרת להם להניע את היד: הקוצב קולט את הפעילות המוחית, מעבד אותה ומפעיל גירוי חשמלי שמוביל לתנועה שלא הייתה אפשרית קודם לכן".
לדבריה, גם בארצות הברית פועלות קבוצות מחקר רבות בתחום זה, המנסות לפתח מערכות שיאפשרו למטופלים משותקי עמוד שדרה לחזור ללכת, להשתמש ביד רובוטית ואף לשקם יכולות כמו דיבור.
גם בישראל מתבצעים מחקרים בתחום. ד"ר תמיר מספרת כי בחמש השנים האחרונות מתנהל בבית החולים בילינסון, בשיתוף המרכז הרפואי גהה, מחקר בטיפול בחולי OCD באמצעות קוצב מוחי מתקדם שמסוגל גם לרשום פעילות מוחית וגם לגרות אותה. עד כה הושתלו קוצבים בעשרה מטופלים, ובמחקר נמצא שיפור של כ-70% בתסמיני ה-OCD וכן בדיכאון ובחרדה הנלווים להפרעה.
7 צפייה בגלריה
בעולם הרפואה מתפתחת בשנים האחרונות מגמה לחפש טיפולים שאינם תרופתיים, שעשויים להביא לשינוי גדול יותר
(צילום: Shutterstock)
בנוסף, החוקרים הצליחו לעקוב לאורך זמן אחר הפעילות החשמלית באזור במוח המעורב בהפרעה, וגילו קשר בין דפוסי הפעילות המוחית לבין עוצמת התסמינים בכל רגע נתון. לדבריה, ממצאים כאלה עשויים בעתיד לסייע בהתאמת טיפול מדויק יותר לכל מטופל.
השקעות ענק וסטארט-אפים חדשים
העניין בתחום מושך גם השקעות גדולות. לפי הדיווח ב-SCMP, סטארט-אפ נוסף בתחום, StairMed Technology משנגחאי, גייס 500 מיליון יואן (כ-72.6 מיליון דולר) בסבב השקעה בהובלת Alibaba Group Holding. בעקבות הסבב חצה סך המימון שגייסה החברה בשנה האחרונה את רף 1.1 מיליארד היואן. לדברי החברה, זו הפעם הראשונה שחברה בתחום השתלים המוחיים מקבלת השקעות גם מענקיות הטכנולוגיה Alibaba וגם Tencent.
מייסד החברה, לי שואה, אמר בהצהרה שפורסמה בחשבון ה-WeChat של החברה כי לשתי החברות יש יתרונות משמעותיים בתחומים כמו מודלים רב-מודליים, תשתיות מחשוב וחומרה חכמה, שניתן לשלב עם הטכנולוגיה של החברה. "היכולות האלה יכולות להשתלב עמוק עם החומרה המובילה שלנו בתחום ממשקי המוח-מחשב והניסיון שלנו בתרגום הטכנולוגיה ליישומים קליניים", אמר.
החברה StairMed נוסדה בשנת 2021 בשנגחאי על ידי המייסד לי והמדען ג'או ג'נגטואו. החברה מפתחת שתלים מוחיים זעירים שמסוגלים לקרוא ולהעביר אותות עצביים במהירות גבוהה, לצד אלקטרודות דקות וגמישות במיוחד וכלים רובוטיים שמיועדים להשתלתן במוח. ג’או השלים פוסט-דוקטורט באוניברסיטת רייס, לאחר שלמד באוניברסיטת טקסס באוסטין.
7 צפייה בגלריה
סטארט-אפים סיניים מפתחים שתלים שיתחרו בטכנולוגיה של אילון מאסק
(צילום: Frederic Legrand - COMEO, Aleksandra Sova / Shutterstock)
החברה מתכננת להתחיל ניסוי קליני רחב היקף באמצע שנת 2026 ולגייס כ-40 מטופלים עד סוף השנה. בהצהרת החברה נמסר כי עד סוף 2026 מספר ההשתלות הקליניות שלה עשוי להתקרב ואף לעבור את 21 המקרים שעליהם דיווחה חברת נוירלינק (Neuralink) בניסויים שלה.
נוירלינק היא חברת נוירוטכנולוגיה שהקים אילון מאסק בשנת 2016. החברה מפתחת שתלים מוחיים שמתחברים ישירות למוח ומאפשרים תקשורת בין המוח למחשב. הטכנולוגיה מבוססת על אלקטרודות זעירות שמושתלות במוח וקוראות פעילות עצבית, אותה ניתן לתרגם לפקודות שמפעילות מחשבים או מכשירים חיצוניים. בשנים האחרונות החלה החברה בניסויים בבני אדם, בעיקר במטרה לאפשר למטופלים עם שיתוק לשלוט במחשב או במכשירים דיגיטליים באמצעות מחשבה בלבד.
לדברי StairMed, הניתוח להשתלת המערכת שלה דורש קידוח של חור קטן במיוחד בגולגולת, בקוטר של 3 עד 5 מילימטרים בלבד, ולכן הוא נחשב לפחות פולשני לעומת מערכות מתחרות. האלקטרודות הגמישות שפיתחה החברה קטנות פי חמישה מאלו של נוירלינק ורכות מאות פעמים יותר, דבר שלטענתה מפחית את הסיכון לפגיעה ברקמת המוח.
בדרך להפוך לתעשייה עולמית
לצד הפיתוחים התעשייתיים, הטכנולוגיה כבר נמצאת בשימוש גם בבתי חולים. לי לונגטי, סגן נשיא בית החולים Taihe בעיר שיאן שבמחוז חוביי וחבר בקונגרס העממי הלאומי, אמר ל-China Daily כי בבית החולים משתמשים בממשקי מוח-מחשב לטיפול במצבים כמו שיתוק חצי גוף לאחר שבץ, שיתוק בעקבות פגיעה בחוט השדרה, מחלת פרקינסון והפרעות שינה.
7 צפייה בגלריה
ממשקי מוח-מחשב הופכים לזירת תחרות בין ענקיות טכנולוגיה ומעבדות מחקר בעולם
(צילום: Shuttsrstock)
לדבריו, מדובר בטכנולוגיה בטוחה, נוחה לשימוש וניתנת לחזרה שוב ושוב, עם מגוון רחב של יישומים רפואיים. הוא אף הציע לשלב אותה במסגרת ביטוח הבריאות ובתוכניות סיוע לחולים במחלות קשות.
במקביל, חברות נוספות מפתחות רכיבים מתקדמים בתחום. חואנג לי, יו"ר חברת Wuhan Neuracom Technology Development וחבר בקונגרס העממי הלאומי, אמר ל-China Daily כי מערך מיקרו-אלקטרודות בצפיפות גבוהה שפיתחה החברה מסוגל לקרוא אותות מכל נוירון בנפרד. לדבריו, המערכת לא רק מפענחת אותות מוח בדיוק גבוה, אלא גם יכולה להעביר למוח משוב באמצעות זרמים חשמליים זעירים. "במקרה של אלצהיימר, נוירומודולציה מדויקת כזו עשויה לאפשר התערבות כבר בשלב מוקדם של ירידה קוגניטיבית", אמר.
גם ברמה הלאומית התחום מקבל עדיפות. השנה נכללו ממשקי מוח-מחשב לראשונה בדוח העבודה של ממשלת סין, לצד טכנולוגיות עתידיות נוספות כמו אנרגיה עתידית, טכנולוגיה קוונטית ובינה מגולמת. בנוסף, תוכנית החומש ה-15 של המדינה לשנים 2026 עד 2030 מגדירה את התחום כאחד ממנועי הצמיחה העתידיים.
לפי מסמך ממשלתי שפורסם בשנה שעברה, סין שואפת להגיע לפריצות דרך בטכנולוגיות מרכזיות בתחום עד שנת 2027 ולהקים מערכת תעשייתית מתקדמת סביב התחום. המטרה היא לפתח שניים עד שלושה שחקנים גלובליים עד שנת 2030 שיוכלו להתחרות בחברות כמו נוירלינק. פרופ' יאו דה-ג'ונג אמר ל-China Daily כי המטרה המרכזית היא לשפר את חיי המטופלים. "בהתחשב באוכלוסייה הגדולה של סין ובשכיחות הגבוהה של הפרעות נפשיות, הטכנולוגיה הזו עשויה להפוך לחיונית".
