استخدام تكنولوجيا البلوكشاين لضمان معاملات البيانات العصبية

وقد حظيت تكنولوجيا الاختراق أولاً باهتمام واسع النطاق، حيث أن خلفية التكفير مثل بيتكوين، ولكن إمكانية استخدامها تتجاوز بكثير التمويل، وقد اعترف الباحثون والمهندسون، خلال العقد الماضي، بأن نفس الخصائص التي تجعل من الصعب تحقيق اللامركزية في العملات الرقمية، والقابلية للحساب، والشفافية، والأمن المبكِّر، هي أيضاً عوامل قابلة للتطبيق على حماية البيانات الحساسة في مجالات مثل الرعاية الصحية، وسلسلة الإمداد، وإدارة الهوية الواعدة.

فهم معاملات البيانات العصبية

وتشمل معاملات البيانات العصبية نقل المعلومات المستمدة من الجهاز العصبي البشري، ولا سيما من المخ، وتشمل المصادر إشارات الكهربية والتصوير الإلكترونسي، التي تلتقطها أجهزة الرؤوس غير الغازية، والمسح المغناطيسي للأجهزة المغناطيسية، والإشارات العصبية المباشرة التي تسجلها أجهزة السحب المزروعة، وتستخدم هذه البيانات لأغراض متنوعة: عمليات التشخيص الطبي (مثل أجهزة الضبط).

إن حساسية البيانات العصبية لا يمكن تجاوزها، فخلافاً لكلمة السر أو رقم بطاقة الائتمان، يمكن أن تكشف البيانات العصبية عن أفكار الفرد، ومشاعره، ونواياهه، وحتى دوله غير واعية، وقد يؤدي سوء الاستخدام أو الوصول غير المأذون به إلى انتهاكات للخصوصية، أو التمييز (مثلاً من جانب أرباب العمل أو شركات التأمين)، أو حتى إلى إلحاق ضرر مباشر إذا تلاعب المهاجمون بنظم الفحص العصبية للتأثير على السلوك أو تعطيل الأجهزة الطبية.

أساسيات أمن البيانات العصبية

وفي جوهرها، يوجد دفتر موزع يحتفظ به بشبكة من الحواسيب (النودس) توافق على حالة دفتر الأستاذ من خلال آلية توافق الآراء، ويحتوي كل حجر على دفعة من المعاملات، وكل مبنى مرتبط ارتباطاً مبدئياً بالمحل السابق، ويشكل سلسلة، وعندما يضاف كتلة، فإن تغيير أي حجر سابق يتطلب إعادة تقديم دليل على العمل أو أي توافق آخر في الآراء فيما يتعلق بجميع القيود اللاحقة، التي تصبح قابلة للحساب.

اللامركزية والثقة

فاللامركزية تلغي الاعتماد على سلطة مركزية - مثل قاعدة بيانات المستشفى أو مورد غيوم - يمكن أن يُعرض للخطر أو أن يصبح نقطة رقابة - وفي نظام بيانات الظواهر العصبية القائم على سلسلة من السلاسل، يمكن لمنظمات متعددة )مثل المستشفيات ومعاهد البحث والهيئات التنظيمية( أن تدير عقدا، وكل منها يملك نسخة من الدفتر، ويحتاج المخترق إلى أن يُعرض للخطر أغلبية الندوات لتغيير السجل بصورة غير كافية.

مفاتيح التشفير ومراقبة الدخول

ويستخدم البلوكشاين التصنيفات العامة لتمكين المعاملات المضمونة، ولكل مشترك مفتاح عام )مثل العنوان( ومفتاح خاص )مثل كلمة السر( أما بالنسبة للبيانات العصبية، فلا يمكن للمريض أن يشفر بياناته بالمفتاح العام لباحث، بحيث لا يكون بوسعه إلا أن يفككها إلا الباحث الذي لديه المفتاح الخاص المقابل، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون الاختراق بمثابة طبقة من عقود التصاريح:

آليات توافق الآراء والأداء

فالآليات المختلفة التي تحظى بتوافق الآراء تتيح مفاضلة مختلفة بين الأمن والسرعة واستهلاك الطاقة، ودليل العمل هو أكثر ما يكون أمناً وإن كان كثيفاً للطاقة؛ وهو أقل ملاءمة للمعاملات المتعلقة بالبيانات العصبية العالية التردد، ودليل على أن التضحية بالشروط يمكن أن تكون أفضل من حيث الحجم، وقلة استخدام الطاقة، مما يجعلها أكثر عملية لتطبيقات الرعاية الصحية.

التطبيقات والفوائد في إدارة البيانات العصبية

ويسفر الجمع بين ممتلكات الشركة عن فوائد ملموسة عبر عدة مجالات يتم فيها تبادل البيانات العصبية.

البحوث الطبية والدراسات المتعددة المؤسسات

ويمكن أن تعتمد البحوث العصبية الكبيرة بشكل متزايد على تجميع البيانات من مستشفيات متعددة وجامعات وبلدان، كما أن الاتفاقات التقليدية لتبادل البيانات مرهقة، وتتطلب عقودا قانونية ورقابة يدوية، ويمكن لنظام قائم على سلسلة من الحالات أن يُنفذ تلقائيا سياسات استخدام البيانات من خلال عقود ذكية، مع الاحتفاظ بسجل مراجعة غير لائق لكل موقع من المواقع، ويمكن للمرضى الاحتفاظ بتحفظاتهم على بياناتهم عن طريق الهوية الذاتية، ومنحهم وترشيدهم.

Healthcare and Electronic Health Records (EHRs)

وتدمج البيانات العصبية بشكل متزايد في السجلات الصحية الإلكترونية، ويمكن لبلوكشاين أن يربط البيانات العصبية بالمؤسسات القائمة لحقوق الإنسان، مع توفير طبقة هوية موحدة وقابلة للتطبيق، وبدلا من أن يحافظ كل مستشفى على قاعدة بياناته الخاصة به مع ضوابط مختلفة للدخول، يمكن لدفتر الأستاذ أن يكون بمثابة مؤشر رئيسي لمواقع البيانات وتصاريحها، ويمكن للمرضى أن يمنحوا طبيباً في حالات الطوارئ فرصة الحصول على مفتاح برمجي، ويمكن للطبيب التحقق من صحة البيانات.

تطوير التكنولوجيا العصبية وأجهزة التوثيق

وبالإضافة إلى ذلك، فإن شركات صناعة المركبات والملابس العصبية تتطور، فهي بحاجة إلى ضمان أن تكون الأجهزة حقيقية وأن تكون البيانات التي تنتجها صحيحة، ويمكن أن تعمل شركة Blockchain كسجل لا مركزي للهوية بالنسبة للأجهزة، ويمكن أن تسجل هوية مشفرة فريدة في سلسلة من مجموعات البيانات التي ترسلها مع مفتاحها الخاص.

الحفاظ على الخصوصية وتمكين المرضى

وربما كان أكبر فائدة من سلسلة البيانات المغلقة بالنسبة للبيانات العصبية هو التحول في الرقابة من جمع البيانات إلى موضوعات البيانات، ففي الوقت الذي لا يتوفر فيه للمرضى اليوم سوى القليل من الوضوح في كيفية استخدام بياناتهم العصبية بعد موافقتهم، ويوفر Blockchain سجلاً للموافقة غير قابل للتداول يمكن للمرضى مراجعة حساباته في أي وقت، ويمكن برمجة عقود الذكاء لإنفاذ خيارات الموافقة الغرامية - مثل السماح باستخدام البيانات لأغراض البحث وليس للوائح التجارية.

التحديات والتخفيف المستمر

ورغم وعدها، فإن إدماج سلسلة البيانات في معاملات البيانات العصبية يواجه عقبات تقنية وتنظيمية وتشغيلية كبيرة.

القابلية للتسويق والارتطاء

ويمكن توليد بيانات الجافية على مستويات عالية، مثلا، يمكن أن تنتج شركة BCI مئات نقاط البيانات في الثانية، أما السلاسل العامة مثل الإيثريوم فلا يمكن أن تعالج سوى نحو ١٥-٣٠ عملية في الثانية، وهي غير كافية لتنقية البيانات العصبية في الوقت الحقيقي، وتشمل الحلول القائمة تخزين البيانات خارج نطاق السلسلة مع تركيبها في سلسلة من الحالات )كما ذكر(، أو تقنيات رفع مستوى الطبقة ٢ مثل قنوات الدولة العليا، أو استخدام حلول مجمدة.

استهلاك الطاقة

إن سلاسل البيانات البدائية التي تستخدمها هي مُسعفة للاستخدام العالي للطاقة، وهو أمر غير قابل للاستدامة من الناحية البيئية ومكلفة، غير أن معظم تطبيقات البيانات العصبية ستستخدم سلاسل من المواد المسموح بها أو دليل على أنها من المواد التي تستهلك جزءاً من الطاقة، وتُصمم أجهزة الرعاية الصحية على نحو متزايد كتلة من الطاقة تكون أكثر وعياً.

الامتثال التنظيمي

وتخضع البيانات العصبية لأنظمة صارمة مثل برنامج العمل الإنساني في الولايات المتحدة والناتج المحلي الإجمالي في أوروبا، وتقتضي هذه الأنظمة من مراقبي البيانات ضماناً للسرية والنزاهة وتوافر البيانات، ولا سيما البيانات العامة، أن تكون متعارضة مع اشتراطات تعديل البيانات أو استيفائها، غير أن الاختلالات المسموح بها يمكن أن تُشكل للسماح للمديرين المميزين بحذف البيانات أو الاحتفاظ بها عند الضرورة، مع مراعاة المعايير.

قابلية التشغيل البيني والتوحيد

ومن أجل النجاح في معاملات البيانات العصبية، يجب أن تتفق نظم الرعاية الصحية المختلفة، ومصنعي الأجهزة، ومنابر البحوث على أشكال البيانات المشتركة، والتفاعلات التعاقدية الذكية، وبروتوكولات الهوية، وهناك عدة مبادرات جارية، مثل معيار " الموارد المتاحة في مجال الرعاية الصحية " للبيانات الصحية، الذي يمكن توسيع نطاقه ليشمل البيانات العصبية.

التوقعات المستقبلية: نحو اقتصاد موثوق به للبيانات العصبية

ولا يزال التقارب بين تكنولوجيا الكتل والتكنولوجيا العصبية في مراحله الأولى، ولكن المسار واضح، حيث تنتقل شركات الخدمات البيولوجية من مختبرات البحوث إلى منتجات المستهلكين، فإن الحاجة إلى بنية أساسية مأمونة وشفافة ومركزة على المستعملين للبيانات لن تنمو إلا، وسيشكل المستقبل عدة اتجاهات ناشئة.

التكامل مع الاستخبارات الفنية

ويمكن أن تيسر نماذج المعلومات المسبقة عن علم إنشاء أسواق بيانات لا مركزية يمكن للمرضى أن يبيعوا أو يتبرعوا ببياناتهم العصبية لتدريب خوارزميات AI، مع تعقب المدفوعات والاستعمالات في سلسلة، مما يخلق حافزا للأفراد على المساهمة في البحوث الطبية مع الاحتفاظ بالتحكم فيها، ويمكن لعقود الذرة أن توزع تلقائيا الإتاوات عندما تولد نماذج مدرَّبة على المرضى.

Decentralized Brain-Computer Interfaces (dBCIs)

وتستكشف بعض المشاريع نظماً لا مركزية تماماً في مجال التعاون التقني فيما بين البلدان النامية حيث يحدث تجهيز الإشارات العصبية وصنع القرار على الأجهزة المحلية، ولكن إدارة تبادل البيانات والموافقة تتم عن طريق سلسلة من الطرق، مما يقلل من الاعتماد على منابر السحاب ويعزز الخصوصية، ومن ذلك مثلاً أن نظام التعاون التقني اللامركزي يمكن أن يتيح لمجموعة من المستعملين السيطرة المشتركة على جهاز من خلال عقد ذكي، مع تسجيل المدخلات العصبية لكل مشارك وتسجيلها وترجيحها من خلال دورها المتفق عليه.

الأطر الأخلاقية والقانونية

ومع بدء تشغيل نظم البيانات العصبية القائمة على سلسلة من السلاسل، تنشأ مسائل أخلاقية جديدة، ومن المسؤول إذا كان عقد ذكي يمنح بشكل غير صحيح إمكانية الحصول على بيانات حساسة؟ وكيف نكفل أن الحكم في سلسلة من الحالات هو نظام عادل وشامل؟ ويناقش الباحثون وواضعو السياسات هذه المسائل بصورة نشطة، ويكتسب مفهوم " الاضطراب " حقوقا قانونية مثبتة للارتباط تحمي الخصوصية العقلية والهوية ورادتها الحرة.

وفي الختام، توفر تكنولوجيا التشقق حلاً مقنعاً للتحديات الأمنية والخصوصية المتأصلة في معاملات البيانات العصبية، وبزيادة اللامركزية، وعدم التحلل، والاختبار، والعقود الذكية، يمكننا أن ننشئ نظاماً يسيطر فيه الأفراد على أحدث بياناتهم الشخصية، مع تمكينهم من التقاسم والتحليل اللازمين للاختراقات الطبية والتقدم التكنولوجي، بما أن الطريق أمامنا ينطوي على التغلب على القابلية للتكرار، والتحديات التنظيمية، والقابلية للتشغيل المتبادل، ولكن البحوث القائمة.

For further reading on blockchain applications in healthcare, see the Nature article on blockchain for health data. For an overview of BCI security challenges, refer to the ]Proceedings of the IEEE survey on brain-computer interface security. To explore consensus mechanisms and scalability