Зад мозъчния чип на Илън Мъск: Десетилетия изследвания и високи амбиции за обединяване на умовете с компютрите
Това не беше първото малко устройство, имплантирано в човешки мозък. Все пак съобщението на Илън Мъск в понеделник обърна внимание на малката общност от учени, които са прекарали десетилетия в работа за лечение на определени увреждания и състояния чрез директно докосване до нервната система на тялото.
„Получаване на устройство в човек не е малко постижение“, каза Робърт Гонт, доцент в катедрата по физикална медицина и рехабилитация в университета в Питсбърг. „Но не мисля, че дори Илон Мъск щеше да се заеме с проект като този, ако не бяха изследванията и демонстрираните в продължение на десетилетия способности в областта на неврологията.“
Съобщението на Мъск беше внезапно и предложи малко информация освен самата новина: „Първият човек получи имплант от @Neuralink вчера и се възстановява добре. Първоначалните резултати показват обещаващо откриване на невронни пикове.“
Много учени аплодираха съобщението на Neuralink, като същевременно предпазливо отбелязаха, че клиничното изпитване на компанията е в много ранен етап и не е публикувана много информация публично. Все пак изследователите казаха, че Neuralink е постигнал значителни печалби и прави точно това, в което стартиращите фирми са добри: вземайки наученото от фундаменталната наука и опитвайки се да създаде истински, жизнеспособен продукт.
Твърде е скоро ще разберем дали имплантът на Neuralink ще бъде ефективен при хора, но съобщението на компанията е „вълнуващо развитие“, каза Гонт, чиято собствена работа се фокусира върху използването на импланти – устройства, известни като интерфейси мозък-компютър – за възстановяване на моторния контрол и функции като човешките усещане за докосване.
Той каза, че новият крайъгълен камък на Neuralink поставя началото на индустрия, която вече претърпя бърз напредък през последните 15 години.
първият интерфейс мозък-компютър е имплантиран в човек в края на 90-те години на миналия век, изследване, ръководено от пионер невролог на име Фил Кенеди.
Идеята беше, че тези устройства могат да се включат в мозъчната верига който остава непокътнат след нараняване, за да изпълнява основни движения и функции. Например, когато човек си помисли да движи ръцете си или гледа как някой друг движи ръката му, много от същите неврони в мозъка са активни, сякаш самите те са извършили движението, каза Дженифър Колинджър, доцент в катедрата по физика медицина и рехабилитация в Университета на Питсбърг.
„Можете да намерите модели на активност в невронните данни, които корелират с тези движения, така че можете по същество да обърнете тази връзка, за да им дадете контрол над действителното движение,” каза тя.
През 2004 г. малко устройство, известно като матрицата на Юта, беше имплантирано в човек за първи път, позволявайки на парализиран човек да контролира компютърен курсор с неговите нервни импулси. Устройството, изобретено от Ричард Норман от университета в Юта, изглежда като малък чип с тънки шипове, които всъщност са десетки малки електроди. Решетката е предназначена да се прикрепи към черепа през отвор в кожата.
Използвайки матрицата от Юта, учените успяха да демонстрират как интерфейсите мозък-компютър могат да помогнат на хората да контролират роботизирана ръка с ума си, стимулират собствените си мускули и крайници, използват компютри и други външни устройства и дори декодират ръкопис и реч.
„Всичко това беше наистина важно доказателство за концепцията, за да покаже, че тази технология може да бъде полезна“, каза Колинджър, чиято собствена работа се фокусира върху възстановяването на функцията на ръцете и дланта, за да позволи на пациентите с парализа не само да движат тези придатъци, но и да ги използват за манипулиране на предмети и извършване на по-умели движения, които включват тактилни сигнали и други форми на сензорна обратна връзка. Идеята е да се активира по-широк набор от функции, необходими за ежедневния живот.
Влезте в Neuralink. Стартъпът на Мъск, заедно с други подобни частни начинания като Synchron и Precision Neuroscience, по същество използват това, което е научено в продължение на десетилетия, за да направят интерфейсите мозък-компютър по-практични за повече пациенти.
Neuralink спечели одобрение миналата година от Администрацията по храните и лекарствата за провеждане на първото си клинично проучване върху хора. Подробностите за това кой е избран и процедурата за имплантиране на устройството, която Мъск каза, че се е състояла в неделя, са малко и рядко, но компанията разработва мозъчен имплант, който ще позволи на хора, като пациенти с тежка парализа, да контролират компютър, телефон или друго външно устройство, използвайки техните мисли.
Стартъпът вече направи няколко големи скока напред.
За разлика от масива в Юта, устройството на Neuralink е напълно имплантируеми, което означава, че пациентите в крайна сметка биха могли да бъдат по-малко ограничени – повечето импланти изискват хора да извършват дейности в контролирана лабораторна среда.
„Това беше огромно инженерно предизвикателство“, каза Гонт. „Това беше нещото, което учените и другите хора бяха премахнали от риска в продължение на много десетилетия, но наистина бяха нужни трудни и съгласувани инженерни усилия, за да се изгради действително.“
Имаше някои неравности по пътя. Компанията беше затънала в противоречия, след като активистки групи и вътрешни оплаквания от персонала твърдяха, че Neuralink е третирал неправилно някои от животните, използвани в експерименти. Федерално разследване не откри доказателства за никакви нарушения освен „неблагоприятно хирургично събитие“ през 2019 г., за което самата компания е докладвала, според Reuters.
Neuralink не е първият, който поставя напълно имплантируем интерфейс мозък-компютър в човешки пациент, но Гонт каза, че компанията е подобрила доколко тези устройства могат да записват със скокове и граници.
Neuralink също използва иновативна роботизирана хирургия, а не специализирана неврохирург, за да имплантира устройството.
„Това е много различно от това, което хората са правили преди“, каза Сергей Стависки, асистент в катедрата по неврологична хирургия в Калифорнийския университет, Дейвис , и съдиректор на лабораторията за невропротезиране на UC Davis.
Стависки каза, че автоматизирането на процедурата с робот може да я направи по-ефикасна и ефективна в бъдеще.
"Можете да поставите повече от тях, можете да ги поставите бързо, можете да избегнете кръвоносните съдове", каза той, "но също така е просто трудно и ново и трябва да покажете, че роботът е безопасен."
Демонстрирането на безопасност ще бъде една от основните функции на клиничното изпитване на Neuralink. През следващите месеци стартъпът ще трябва да покаже, че устройството му може да функционира без сериозни неблагоприятни ефекти.
Дали имплантът работи по предназначение също остава да видим. В своето съобщение на X Мъск каза, че пациентът „се възстановява добре“ и че първоначалните резултати „показват обещаващо откриване на невронни пикове“.
Без данни е трудно да се разбере какво означава това, но Гонт каза, че това вероятно показва, че електродите са на мястото си, неврон наблизо се е задействал и имплантът може по същество да открие тази активност.
„Това всъщност означава, че поне на някакво ниво е работи“, каза той.
Мъск каза, че ранните клинични изпитвания ще имат за цел да лекуват хора с парализа или параплегия. Ако устройството работи, то може един ден да се използва за справяне с редица заболявания.
Dr. Дейвид Брандман, неврохирург, който заедно със Стависки ръководи Лабораторията за невропротезиране на UC Davis, вече използва напълно имплантирани устройства за лечение на пациенти с болест на Паркинсон, гърчове и необичайна болка.
Що се отнася до медицината нуждите, интерфейсите мозък-компютър могат да окажат огромно влияние, каза той, включително за преживели инсулт и пациенти с увреждане на гръбначния мозък, парализа и амиотрофична латерална склероза (ALS).
Освен клиничните приложения, лесно е въображението да се развихри с научно-фантастични представи за биоинженерство. Самият Мъск разпали тези фантазии, като каза през 2022 г., че планира да получи един от имплантите на Neuralink някой ден.
Много учени обаче смятат, че този вид мислене е твърде далеч в далечното бъдеще — и не е много практично.
„Мисля, че наистина е твърде рано да говорим за това“, каза Брандман. „Има хора в нужда и всяко наблягане върху „ами ако“ и „какво може да се случи“ прави лоша услуга на хората, които се нуждаят от устройство.“
И докато идеята за мозъка -контролираните устройства може да предполагат потенциал за увеличаване на човешките способности, учените са съгласни, че досега не е имало демонстрация, че тези импланти могат да подобрят функциите в сравнение с това, което може да направи човек без увреждания.
„Идеята че тези устройства ще ни позволят да постигнем някаква свръхчовешка способност е просто научна фантастика в този момент,” каза Гонт.
Все пак клиничното изпитване на Neuralink представлява голямо развитие за областта на неврологията и биоинженерство. И вместо да засенчват собствените си усилия, Гонт и други казаха, че е естествено индустрията да се намеси и да надгражда постигнатото от академичния свят.
„Университетите и академичните лаборатории са места, които наистина превъзхождат в прокарването на чисто нова основа, ходенето на места, на които никой не е ходил досега, и опитването на неща, които са твърде рискови за компаниите и инвеститорите, за да вложат парите си“, каза Гонт.
След като мозъчните импланти бяха демонстрирани реални възможности, например, частни компании започнаха да се намесват с ресурси и капитал, които превъзхождат наличните чрез безвъзмездни средства за научни изследвания, за да изградят търговски жизнеспособен продукт, добави той.
Ако не друго, Гонт каза, че Neuralink успехите са доказателство за важността на финансирането на фундаментални научни изследвания.
Къде всички развития в индустрията оставят тези в академичните среди обаче, може да бъде по-трудно да се предвиди.
Стависки каза, че от научната общност зависи да разбере следващата граница в тази област, като оприличи процеса на сърфиране пред вълната и тласкане на науката напред по начин, който може отново да доведе до комерсиални разработки в бъдеще.
Това не означава непременно, че всички крещящи заглавия и вниманието към Мъск и Neuralink нямат ефект, каза Гонт.
„Всеки веднъж след известно време, когато се случват такива неща, наистина се събуждам с екзистенциална криза, но тогава реалността идва и си мисля как винаги ще има предизвикателства и фундаментална наука, които трябва да бъдат разрешени.
Дениз Чоу
