Компании разыгрывают технологическую гонку с высокими ставками. Место этих соревнований-человеческие мозги, буквально. В ближайшие 12 месяцев количество людей с интерфейсом “мозг-компьютер” должно удвоиться. Предстоящий год будет иметь решающее значение для компаний, продвигающих эту технологию.
Интерфейсы мозг-компьютер уже позволяют людям с параличом управлять компьютерами и сообщать о своих потребностях, а вскоре позволят парализованным манипулировать протезами конечностей, не двигая никакими мышцами.
На сегодняшний день стационарно установлены интерфейсы “мозг-компьютер” менее чем у 100 человек. В ближайшие 12 месяцев это число более чем удвоится при условии, что компании, получившие разрешение от агентства FDA на экспериментальное использование, достигнут своих целей в клинических испытаниях.
Apple уже объявила о своем намерении позволить этим имплантатам управлять iPhone и другими продуктами.
Существуют десятки так называемых “нейротех”-стартапов. Четыре лидируют в области имплантатов: Paradromics, Synchron, Precision Neuroscience, Neuralink, которая известна прежде всего не своими технологическими результатами, а владельцем – Илоном Маском.
Все, кроме Paradromics, достигли точки, когда они встраивают чипы в головы людей. У каждой компании свой подход, и все приводят причины, по которым они верят, что их продукт будет востребован.
Все четверо делают ставку на то, что в конечном итоге они станут стандартным устройством для десятков тысяч, возможно, даже миллионов из нас. Приз, за которым они гонятся: Morgan Stanley прогнозирует, что к 2041 году рынок мозговых компьютерных имплантатов достигнет 1 миллиарда долларов в год.
За исключением, возможно, поиска искусственного интеллекта человеческого уровня или колонизации других планет, немногие области демонстрируют столь широкую пропасть между потенциалом технологии и ее ближайшими перспективами.
«Есть мнение, что это станет вещью массового потребления, которую вы сможете продать”, – говорит доктор Ян Каджигас, нейрохирург из Пенсильванского университета, который провел новаторское исследование мозговых имплантатов и установил их нескольким пациентам. ”Как клиницист, я нахожу этот способ говорить небезопасно».
Он подчеркивает, что это медицинские процедуры со всеми рисками, присущими операции на головном мозге, включая инфекцию. «Риск имплантации в мозг, если вы молодой человек без проблем со здоровьем, потому что находитесь в торговом центре и хотите иметь лучший интерфейс со своим телефоном, я не знаю, насколько это разумно в современном мире, в котором мы живем”, – добавил Каджигас.
Для ведущих компаний на рынке интерфейсов мозг-компьютер принято считать, что чем больше требуется пропускная способность, тем более инвазивным должен быть имплантат. Помимо будущих прорывов в обработке сигналов, имплантаты должны проникать глубже в ткани нашего мозга, чтобы добиться наилучшей производительности.
Неизвестность относительно безопасности, производительности и стоимости – вот почему испытания, которые состоятся в следующем году, может улучшить положение этих четырех претендентов.
Маршрут движения по кровеносным сосудам
Компания Synchron, которая сотрудничает с Apple, является одной из наименее инвазивных. Ее имплантат, представляющий собой трубчатую сетку электродов, вводится через большой кровеносный сосуд в головном мозге, подобно стенту. По словам Курта Хагстрома, коммерческого директора компании, его можно установить, не раскрывая череп пациента, поэтому можно было бы обучить больше врачей проведению этой операции.
Недостаток: показания мозговой активности с электродов, как правило, менее точны. В сценарии Apple пациенты пока должны носить очки Apple Vision Pro. Они перемещают курсор с помощью отслеживания взгляда, а не контроля разумом, затем “щелкают” по предмету, думая о движении одной из своих конечностей.
К концу 2025 года Synchron начнет заключительные испытания своего имплантированного интерфейса мозг-компьютер. По словам Хагстрома, эти испытания продлятся около двух лет.
Разрез в черепе: точная нейробиология
Точная нейробиология направлена на то, чтобы поместить небольшой плоский набор электродов на поверхность мозга. В то время как нынешняя система проводная, Precision разрабатывает полностью беспроводную, в которой ничто не выступает через кожу, а связь и подзарядка осуществляются по беспроводной сети.
Благодаря 1024 электродам, расположенным на площади 1,5 квадратных сантиметра, система потенциально может выполнять больше, чем система Synchron. Например, она может переводить мышление в речь.
Ключевая проблема: Neuralink и другие извлекают выгоду из десятилетий глубоких исследований мозга приматов. Precision регистрирует нейронную активность по-разному, и исследователи только начинают сопоставлять сигналы, говорит Каджигас, который в настоящее время тестировал это на 11 пациентах.
” Я думаю, что в следующем году это может стать жизнеспособным решением для пациентов с ампутированной рукой, которые смогут управлять роботизированной рукой», – добавляет он.
Благодаря новым разрешениям FDA, Precision может устанавливать свою систему в голове человека на срок до 30 дней. По словам генерального директора Майкла Магера, в ближайшие 12 месяцев компания установит свои устройства где-то между десятками и сотнями пациентов. Если эти тесты пройдут успешно, компания протестирует больше постоянных имплантатов.
Кора головного мозга как подушечка для булавок
Интерфейс мозг-компьютер Paradromics выглядит как монета с липучкой на одной стороне, с 421 крошечным электродом, вдавливаемым в мозг на 1,5 миллиметра. Установка нескольких таких электродных решеток может обеспечить особенно быстрое соединение, например, разницу между плохим сигналом Wi-Fi и отличным. Он может записывать данные из отдельных нейронов, таких как система Neuralink, говорит исполнительный директор Мэтт Энгл.
Электроды компании настолько малы, что теоретически они могут оставаться незамеченными мозгом пациента, предотвращая образование рубцов и другие проблемы, которые беспокоили ранние системы в университетских лабораториях, добавляет он. Компания еще не установила один из них человеку, но два находились в мозгу овцы в течение трех лет, и оба поддерживали прочную связь с мозгом в течение всего этого времени.
Paradromics является частью программы FDA, направленной на ускорение утверждения передовых медицинских устройств, и планирует начать свое первое клиническое испытание на людях позже в этом году.
Глубокое погружение в мозг
По словам Маск, основателя Neuralink, компания имплантировала устройства трем пациентам . Второй пациент продемонстрировал способности, которые ранее демонстрировались только в исследовательских лабораториях, где провода уходили глубоко в мозг участников и подключались непосредственно к внешним компьютерам. С электродами, имплантированными на семь миллиметров в мозг, пациент Neuralink мог разрабатывать программное обеспечение, играть в видеоигры и многое другое.
Чип состоит из 64 нитей, каждая из которых тоньше человеческого волоса и вводится в мозг. Затем чип имплантируется в отверстие в черепе. Каждая из нитей вводится в моторную кору головного мозга специальным хирургическим роботом.
Каждая нить имеет 16 электродов, которые отслеживают электрические сигналы, распространяющиеся между соседними нейронами, передавая информацию обратно на чип. Чип оцифровывает данные и отправляет их в приложение Neuralink на компьютере, который превращает их в такие действия, как перемещение компьютерного курсора или щелчок левой кнопкой мыши.
Одним из больших преимуществ Neuralink является беспроводная передача данных, и его можно носить без подключения к внешним компьютерам. В результате люди могут использовать свое устройство дома, в отличие от старых технологий, которые обычно использовались в лабораторных условиях.
По словам Каджигаса, такого рода имплантаты связаны с потенциальными компромиссами. Возникает вопрос, будет ли со временем мозг реагировать на эти электроды таким образом, что они станут непригодными для использования. И еще возникает вопрос о возможности обновления: после того, как вы ввели электроды глубоко в кору головного мозга, неясно, насколько легко вы сможете получить их и установить новую модель.
Будущее широко открыто
Получение мозгового имплантата может в один прекрасный день стать такой же рутиной, как, скажем, установка кохлеарного имплантата, которым к 2022 году был охвачен миллион пациентов с нарушениями слуха. Если это так, то способность напрямую взаимодействовать с нашим мозгом может стать одной из самых революционных медицинских и потенциально потребительских технологий в истории.
Эксперты описывают различные потенциальные применения интерфейсов мозг-компьютер: выяснение того, какое лекарство лучше всего подходит для нашей конкретной химии мозга; использование одних только мыслей для управления транспортными средствами, конечностями и экзоскелетами; и генерация речи непосредственно из мысли.
Для достижения этой цели необходимо преодолеть еще одно препятствие, не имеющее ничего общего с наукой: эти стартапы должны стать настоящим бизнесом, говорит Джастин Санчес, бывший руководитель отдела исследований мозговых имплантатов в исследовательском подразделении Пентагона, Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов.
Возможно, однажды кто-то сможет стать самостоятельным гигантом по производству медицинского оборудования. Но у большинства из этих компаний, скорее всего, закончатся деньги или их сначала приобретут крупные компании, занимающиеся медицинскими технологиями.
Что бы ни случилось, имплантаты, встроенные в мозг, окажутся сказкой, которая превратит жизнь пользователей этих имплантатов в ад . Просто взгляните на свой старый самртфон: наверное, он в отличном физическом состоянии, но производитель решил не выпускать для него свежий Android или iOS, заставив вас купить новый девайс. С имплантатами происходит то же самое и бизнес просто забывает о пользователях своих старых имплантатов, как вы забываете о своем старом смартфоне. После этого людям, получившим новое качество жизни с имплантатом, приходится страдать с неработающим железом в теле .
По материалам: WSJ
