ถ้าคุณมีพลังจิต สามารถเคลื่อนย้ายสิ่งของด้วยความคิด สั่งให้ร่างกายเคลื่อนไหว รับสาย ตอบแชท หรือพิมพ์งานได้เพียงใจคิด โลกเราวันนั้นจะเป็นยังไง … เรากำลังพูดถึงอนาคตของ “เทคโนโลยีประสาทเทียม”

รู้จักเทคโนโลยีปลูกถ่ายประสาทเทียม 

การปลูกถ่ายประสาทเทียม (Brain implant หรือ Neural implant) ขึ้นชื่อว่าเทียมก็บอกอยู่ว่ามันไม่ใช่อวัยวะของจริง เพราะมันคืออุปกรณ์ที่ถูกใส่เข้าไปในร่างกายมนุษย์ ไม่ว่าจะด้วยการฉีด การผ่าตัด และอีกหลากหลายวิธี โดยจะเข้าไปทำงานร่วมกันกับเซลล์ประสาทของเรา

ด้วยเทคโนโลยีปลูกถ่ายประสาทเทียม นักวิทยาศาสตร์หรือแพทย์สามารถแฮ็กเข้าไปในระบบประสาทของมนุษย์ได้ กระบวนการนี้เรียกว่า Neuromodulation ซึ่งหมายถึงการใช้ยาหรือเครื่องมือทางการแพทย์ส่งกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสมอง เพื่อเปลี่ยนแปลงหรือปรับการทำงานของเส้นประสาท

ปัจจุบันเทคโนโลยีประสาทเทียมทางการแพทย์ที่ได้รับความนิยมคือ เครื่องกระตุ้นสมองส่วนลึกด้วยไฟฟ้า หรือ Deep brain stimulation (DBS) เพื่อรักษาผู้ป่วยโรคที่เกิดจากการทำงานผิดปกติของระบบประสาทและสมอง เช่น โรคลมชัก พาร์กินสัน โรคกล้ามเนื้อเกร็ง ไมเกรน โรคหลอดเลือดสมอง หรือ สโตรค (Stroke) หรือโรคทางจิตใจ เช่น โรคซึมเศร้า เป็นต้น

หญิงป่วยอัมพาตกลับมาพูดได้อีกครั้งในรอบ 18 ปี 

แอน จอห์นสัน พึ่งจะอายุได้ 30 ในปี 2005 เธอป่วยเป็นโรคหลอดเลือดในสมองตีบจนเป็นอัมพาตรุนแรงและไม่สามารถพูดได้ อย่างมากก็ทำได้เพียงส่งเสียง โอ้ หรือ อ้า ไม่สามารถสื่อสารเป็นคำหรือประโยค

18 ปีต่อมา ด้วยเทคโนโลยีการปลูกถ่ายประสาทเทียม ร่วมกันกับการใช้ Brain-computer Interface (เทคโนโลยีที่เชื่อมต่อสมองมนุษย์กับคอมพิวเตอร์) หรือ BCI เธอสามารถสื่อสารได้แล้วผ่านดิจิทัลอวาตาร์

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียฝังประสาทเทียมบนพื้นผิวสมองของจอห์นสัน ในบริเวณที่ทำงานเกี่ยวกับคำพูดและภาษา จอห์นสันได้รับการผ่าตัดใส่ขั้วไฟฟ้า 253 ชิ้น ขั้วไฟฟ้าจำนวนมากนี้ทำหน้าที่ดักจับสัญญาณไฟฟ้าจากสมอง และมีพอร์ตที่เชื่อมต่อไว้กับสายเคเบิลติดที่ติดบนศรีษะของเธอทำหน้าที่ส่งสัญญาณสมองไปยังคอมพิวเตอร์ที่เก็บข้อมูล

จากนั้น จะใช้เทคโนโลยี AI Algorithm แปลสัญญาณไฟฟ้าสมองเป็นประโยค ช่วยเกลาคำให้ถูกต้อง และแสดงผลผ่านดิจิทัลอวาตาร์ นักวิจัยยังใช้ AI เลียนเสียงของจอห์นสันที่เคยพูดในงานแต่งงานของเธอ เพื่อให้อวาตาร์พูดออกมาเสียงเหมือนกันมากที่สุด ระบบยังสามารถแปลสัญญาณจากสมอง ให้ตัวอวาตาร์แสดงออกทางสีหน้าได้ด้วย

ข้อจำกัดของเทคโนโลยีนี้คือมันยังถอดรหัสคำพูดได้ไม่แม่นยำนัก โดยมีอัตราข้อผิดพลาด 23% ถึง 24% นอกจากนั้นมันยังไม่พร้อมใช้งานในชีวิตประจำวัน ด้วยจำนวนอุปกรณ์มากมายที่มีขนาดใหญ่ ไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวก

นอกจากนั้นยังถูกตั้งคำถามเรื่องความเป็นส่วนตัว เพราะทุกสิ่งที่เราคิด จะถูกถ่ายทอดออกมา ทั้งยังเรื่องความเสี่ยงของการติดตั้งอุปกรณ์ในสมอง ที่อาจทำให้เกิดอาการชัก เลือดออก การติดเชื้อได้ 

จิตเป็นนาย กายเป็นบ่าว 

เกิร์ต-ยาน ออสคัม ชายชาวดัตช์วัย 40 ปี ต้องเป็นอัมพาตหลังประสบอุบัติเหตุทางจักรยาน แต่วันนี้เขาสามารถเดินได้ ด้วยการปลูกถ่ายสมองอิเล็กทรอนิกส์

การทดลองนี้นำโดยนักวิจัและศัลยแพทย์ระบบประสาทชาวสวิส ศาสตราจารย์โจเซลีน โบลช จากมหาวิทยาลัยโลซาน โดยใช้วิธีสอดอุปกรณ์ประสาทเทียมเข้าไปในบริเวณสมองส่วนที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของออสคัม ซึ่งจะส่งสัญญาณคลื่นสมองไปยังเซ็นเซอร์สองตัวที่ติดอยู่กับหมวกกันน็อคบนศีรษะของเขา

อัลกอริธึมจะรับหน้าที่แปลคลื่นสมองเหล่านั้นเป็นคำสั่งในการขยับกล้ามเนื้อขาและเท้า ผ่านการใช้อุปกรณ์เทียมอีกชิ้นที่สอดไว้ตรงกระดูกสันหลัง บริเวณปลายประสาทที่เกี่ยวข้องกับการเดิน 

“ผมรู้สึกเหมือนเป็นเด็กหัดเดิน กำลังเรียนรู้ที่จะเดินอีกครั้ง” “มันเป็นการเดินทางที่ยาวนาน แต่ตอนนี้ผมสามารถยืนขึ้นและดื่มเบียร์กับเพื่อนได้ เป็นความสุขที่หลายคนคงคาดไม่ถึง” ออสคัมกล่าวกับ BBC

การใช้ระบบประสาทเทียมช่วยฝึกเดิน ยังช่วยให้ร่างกายพัฒนากล้ามเนื้อละฟื้นระดับการเคลื่อนไหวแม้จะปิดเครื่องไปแล้ว บ่งชี้ว่าร่างกายอาจกำลังสร้างเส้นประสาทที่เสียหายขึ้นมาใหม่ ซึ่งจะเป็นการฟื้นฟูที่สมบูรณ์แบบ

การทดลองนี้ยังอยู่ในเฉพาะห้องแล็บเท่านั้น แต่ทีมงานหวังว่าจะนำมันออกมาใช้ภายนอกให้ได้เร็วที่สุด

โลกในจิตนาการอาจอยู่แค่เอื้อม 

ในปี 2044 เมื่อโลกมนุษย์เต็มไปด้วยความวุ่นวาย โลกเสมือนจึงเป็นโอเอซิสแห่งใหม่ของผู้คน ภาพยนตร์เรื่อง Ready Player One ที่ออกฉายในปี 2018 ได้ถ่ายทอดให้เราเห็นความเป็นไปได้ในอนาคตกับเทคโนโลยี VR และโลกเสมือนจริง และวันนี้ดูใกล้ความจริงเข้าไปอีกก้าว

AttentivU ดูแล้วเหมือนแว่นตาทั่วไป แต่มาพร้อมกับเซ็นเซอร์ตรวจจับการทำงานของสมอง (คลื่นสมองไฟฟ้า - EEG) และการเคลื่อนไหวของดวงตา (คลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อลูกตา - EOG) ที่สามารถวัดอัตราการเต้นของหัวใจ กระบวนการเรียนรู้ ภาวะการรับรู้ ความเหนื่อยล้า การมีส่วนร่วม และระดับความสนใจ พูดง่ายๆ ก็คือมันสามารถรู้ได้ว่าสมองเรากำลังคิดอะไร เหนื่อยไหม สนใจอะไรอยู่

ในวิดีโอทดสอบ AttentivU หญิงคนหนึ่งกำลังขับรถด้วยสภาพเหนื่อยล้า ง่วงนอน เธอสวมแว่นนี้ไว้ เมื่อเธอง่วง และไม่สามารถให้ความสนใจกับท้องถนน แว่นตาจะรับรู้และส่งเสียงเตือน รวมถึงส่งสัญญาณให้เข็มกลัดที่หน้าอกเธอสั่นเพื่อเรียกสติของเธอกลับมา

และเมื่อไม่นานมานี้ แว่น AttentivU ได้ถูกใช้ทดสอบกับนักบินอวกาศจาก NASA เพื่อติดตามข้อมูลและแนะนำวิธีที่นักบินอวกาศจะสามารถมีภาวะทางสรีรวิทยาและจิตใจที่เหมาะสมและพร้อมสำหรับการทำงาน

เพราะการทำงานบนอวกาศเต็มไปด้วยความเครียด ต้องอยู่ในที่แคบๆ เวลานาน ห่างจากครอบครัว แบกรับภารกิจที่กดดัน

ทีมนักวิจัยที่นำโดยนักวิจัยจากโรงพยาบาล Massachusetts General Hospita ร่วมมือกับนักวิจัยจากกลุ่ม Fluid Interfaces (MIT) Media Lab นักวิทยาศาสตร์การวิจัย Nataliya Kosmyna และศาสตราจารย์ Pattie Maes โดยใช้แว่น AttentivU ในการติดตามข้อมูลสุขภาพกายและใจแบบเรียลไทม์

AttentivU ยังถูกใช้ทดสอบสั่งการหุ่นยนต์น้องหมาจาก Boston Dynamics โดยจากวิดีโอสาธิตเราจะเห็นว่าหุ่นยนต์สามารถรับคำสั่งจากผู้สวมใส่แว่นตานี้ ใช้เพียงแค่ความคิดจากสมองเท่านั้น

โอกาสของธุรกิจในเทคโนโลยีนี้ 

ปัจจุบันมูลค่าตลาดเทคโนโลยีปลูกถ่ายประสาทเทียมอยู่ที่ 1.4 พันล้านดอลลาร์ หรือประมาณ 4.9 หมื่นล้านบาท และคาดว่าจะสูงถึง 4.5 พันล้านดอลลาร์ หรือประมาณ 1.5 แสนล้านบาท ภายในปี 2032

ปัจจัยหลักที่ขับเคลื่อนการเติบโตของตลาดนี้คงหนีไม่พ้นวงการแพทย์ ด้วยประชากรผู้สูงอายุที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก และมีความเสี่ยงมากขึ้นที่จะเป็นโรคที่เกิดจากการทำงานผิดปกติของสมอง เช่น ลมชัก พาร์กินสัน อัลไซเมอร์ หรือแม้แต่โรคซึมเศร้าที่ทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ในปัจจุบัน 

ในฝั่งของผู้ผลิต ผู้เล่นหลักในอุตสาหกรรมกำลังลงทุนมหาศาลในการวิจัยและพัฒนา และเปิดตัวนวัตกรรมใหม่ๆ ที่ประสิทธิภาพสูงและปลอดภัยกว่าเดิม และพยายามทำให้เข้าถึงง่ายมากขึ้น ยิ่งช่วยขยายฐานผู้บริโภค

อเมริกายังคงเป็นผู้นำในตลาดนี้ ด้วยส่วนแบ่งรายได้มากที่สุดที่ 42.9% ในปี 2020 โดยนอกจากความต้องการที่มากขึ้นของผู้บริโภคแล้ว ความพร้อมของเทคโนโลยี และโครงสร้างพื้นฐานสาธารณสุขที่มีแพทย์ผู้ชำนาญและมีสถานพยาบาลที่มีมาตรฐาน รวมถึงการสนับสนุนจากภาครัฐด้านเงินทุน ล้วนเป็นปัจจัยที่ส่งเสริมการเติบโต

อย่างไรก็ตาม คาดว่าภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกจะกลายเป็นผู้นำตลาดในอนาคต เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น จำนวนผู้ป่วยที่เพิ่มขึ้น ความสามารถในการจ่ายที่เพิ่มขึ้น และการตระหนักรู้เรื่องการรักษาด้วยวิธีนี้ที่เพิ่มขึ้น 

อ้างอิง : spectrum.ieee , MIT (1) , MIT (2) , BBC , Grandview Research , Allied Market Research