Все самое интересное о жизни стран-соседей России
Обновлено: 14.02.2025
Наука, технологии, бизнес
8 минут чтения

Неудача, дарящая надежду

Краткая история первой имплантации Neuralink человеку







































































































































История первой имплантации Neuralink человеку
Фото: neuralink.com

Автор: Виктор Зайковский


Neuralink, американская нейротехнологическая компания, основанная Илоном Маском, продолжает реализовывать свою амбициозную цель по созданию интерфейса «мозг-компьютер». Эта технология предназначена для прямого взаимодействия между мозгом человека и компьютерными системами, что потенциально может помочь в лечении различных неврологических заболеваний, таких как паралич, болезни Альцгеймера и Паркинсона, и даже расширить когнитивные возможности человека.

Недавние достижения компании включают успешные эксперименты на животных, таких как свиньи и обезьяны, демонстрирующие возможность считывания и передачи нейронных сигналов в реальном времени. Но с тех пор, как мы в последний раз затрагивали эту тему, произошло немало интересного: компания впервые провела операцию по имплантации модуля Neuralink человеку.


Знакомьтесь: Ноланд Арбо

История первой имплантации Neuralink человеку
Фото: neuralink.com

Первым пациентом, принявшим участие в клинических испытаниях Neuralink, стал Ноланд Арбо из США. Четыре месяца назад ему сделали круглый вырез в черепе, удалили фрагмент кости, погрузили в мозг тонкие щупальца датчиков, сверху установили миниатюрный компьютер, а отверстие надежно и аккуратно зашили. Работая с инженерами Neuralink, 30-летний Арбо обучал компьютерные программы, чтобы перевести работу нейронов в его мозге в действия по перемещению курсора вверх, вниз и по кругу. Вскоре его управление курсором стало настолько ловким, что он смог легко играть в Mario Kart и Civilization. Но спустя несколько недель 85 % усиков устройства выскользнули из его мозга. Сотрудникам Neuralink пришлось перенастроить систему, чтобы он снова смог управлять курсором. Хотя ему пришлось научиться новому методу нажатия, он по-прежнему может водить курсором по экрану. По его словам, компания Neuralink посоветовала ему отказаться от операции по замене нитей, так как она несла в себе дополнительные риски.

Ноланд Арбо парализован от четвертого шейного позвонка вниз после несчастного случая во время купания. В юности он вел активную жизнь и стремился принять участие во всех спортивных и околоспортивных мероприятиях, проводившихся в штате Аризона: играл в футбол, гольф, участвовал в соревнованиях по десятиборью, а также в шахматных турнирах. В годы после несчастного случая пытался приспособиться к множеству устройств, призванных помочь парализованным людям. Большинство из них не смогли эффективно работать длительное время, хотя Siri на айфоне стала надежным помощником, позволяющим звонить и писать друзьям.

После того как Ноланду установили имплантат, он начал работать с сотрудниками компании Neuralink, чтобы связать нейронные схемы в его мозгу с действиями, которые он собирался предпринять. Работа показалась ему утомительной и повторяющейся, но полезной. После завершения обучения инженеры передали ему управление курсором на компьютере.

В свой первый день самостоятельного полета Арбо побил мировой рекорд 2017 года по скорости и точности управления курсором. По его словам, долгие дни обучения компьютерных моделей с сотрудниками Neuralink под его руководством теперь свелись к удаленной работе в четырехчасовых временных блоках. Но устройство Neuralink продолжало терять связь, усики постепенно выскальзывали из тканей мозга и, предположительно, покоились в жидкости, которая его окружала.

Когда на месте осталось лишь 15 % нитей, Арбо полностью потерял способность к управлению курсором. Инженеры перекалибровали программы, чтобы он мог выполнять большинство задач, доступных ему раньше. Поскольку он больше не может заставить систему нажимать на кнопки мыши, использует новый инструмент, который позволяет ему нажимать, наведя курсор на элемент, который он собирается выбрать.

Неисправный имплантат подтверждает опасения экспертов в области интерфейсов «мозг-компьютер». Небольшое круглое устройство, вживляемое в череп, должно удерживать тонкие усики электродов на месте, но в действительности добиться этого крайне сложно, что и демонстрирует случай Ноланда Арбо. Мозг окружен соленой жидкостью, он двигается, когда голова поворачивается и наклоняется, а кроме того, мозг оснащен иммунной защитой. Исследователи наблюдали, как мозг формирует рубцовую ткань вокруг датчиков и даже отторгает целый сенсорный блок, в котором использовалась сетка из крошечных иголок.

Первый случай с Neuralink говорит о том, что компания все еще сталкивается с трудностями в разработке долговечного устройства. Если имплантировать нити глубже, они все равно могут ослабнуть и оставить волокна, трущиеся о поверхность мозга, что может увеличить количество рубцов и потерю сигнала в этой области.

Команда, работающая с Арбо, ожидала, что его мозг сформирует рубцовую ткань вокруг нитей в основании мозга, что должно было помочь удержать их на месте. Но этого не произошло. У самого Ноланда будет возможность покинуть исследование через год, однако он рассчитывает продолжать работать с компанией как можно дольше. По оценке самой Neuralink, первоначальное исследование займет около шести лет.


Если не Neuralink, то кто?

История первой имплантации Neuralink человеку
Фото: neuralink.com

Компания Precision Neuroscience, расположенная на Манхэттене в Нью-Йорке, имплантировала гибкую полоску с датчиками на поверхность мозга и сейчас изучает данные, полученные от первых пациентов.

А вообще исследователи изучают устройства «мозг-компьютер» уже несколько десятилетий. Долгое время стандартом была сетка из 96 контактов, называемая массивом Юты, которая располагается в верхней части мозга и улавливает активность на глубине до 1,5 мм под поверхностью. Во время испытаний на людях она обычно соединяется проводом в черепе с небольшой коробкой, установленной на голове. Однако отверстие в черепе, через которое проходит провод, служит воротами для инфекций, поэтому компания Blackrock Neurotech из Солт-Лейк-Сити работает над полностью имплантируемой версией.

Компания Paradromics, которая также использует устройство с сеткой на основе массива Юты, тестирует свое имплантируемое устройство на овцах и рассчитывает испытать его на людях примерно через год, по словам Мэтта Энгла, исполнительного директора компании.

Вся эта работа строго регулируется FDA, которая оценивает риски и преимущества процедур и, как ожидается, сначала рассмотрит возможность использования этих устройств у людей с серьезными нарушениями или дегенеративными заболеваниями.

Кроме того, исследователи расходятся во мнениях относительно перспектив широкого использования имплантата людьми без инвалидности, которые могут захотеть общаться без речи. Одни прогнозируют доступность для потребителей через десятилетия. Другие утверждают, что это никогда не будет разрешено для таких занятий, как веб-серфинг в душе, учитывая инфекционный риск повторных операций на мозге в течение всей жизни.

Большинство компаний, работающих в этой области, преследуют одну и ту же цель: получить от мозга достаточно информации и расшифровать намерения пользователя. Идея состоит в том, чтобы облегчить общение людей, которые не могут двигаться или говорить, либо помогая им управлять компьютерным курсором, либо фактически переводя их мозговую активность в речь или текст.

Существует множество способов классифицировать эти устройства. Чем глубже вживляются электроды, тем более инвазивная операция требуется для их имплантации и тем выше риски. При более глубоком введении электроды располагаются ближе к активности мозга, которую они должны регистрировать, следовательно, у них по умолчанию должна быть более высокая точность.

Впрочем, есть и компании, выступающие за более безопасные способы. Например, Motif Neurotech, которая разрабатывает интерфейс «мозг-компьютер», проникающий только через череп. А если говорить о самом большом опыте в индустрии, то нужно обязательно вспомнить и компании Blackrock Neurotech. С 2004 года ее матрица Юты, упомянутая выше, была имплантирована десяткам людей. Этот массив используется в самых различных академических лабораториях, и именно он лежит в основе устройства MoveAgain, которое в 2021 году получило сертификат FDA Breakthrough Designation. Правда, его точность и чувствительность, судя по всему, ниже, чем у устройства Neuralink.

Однако у всех устройств с высокой пропускной способностью есть недостаток. Все они требуют открытой операции на мозге, а мозг, мягко говоря, не очень любит разного рода внешние вмешательства. Компания Synchron разработала электродный массив, установленный на стент — то самое устройство, которое врачи используют для открытия закупоренных артерий. Он доставляется через разрез на шее к кровеносному сосуду, расположенному прямо над моторной корой головного мозга. Этот уникальный метод доставки позволяет избежать хирургического вмешательства в мозг. Однако размещение устройства над мозгом, а не в нем ограничивает количество данных, которые оно может получить.

История первой имплантации Neuralink человеку
Фото: neuralink.com

Компания Precision Neuroscience, основанная бывшим руководителем Neuralink, разработала гибкий электродный массив толщиной с человеческий волос и в прошлом году приступила к первым испытаниям на людях. В этих первых исследованиях матрица временно имплантировалась людям, которым по другим причинам проводилась операция на мозге.

Уже упомянутой Motif Neurotech тоже удалось провести определенные испытания на людях. Над моторной корой головного мозга человека, которому уже была запланирована операция на мозге, поместили небольшое устройство без батареек. Когда устройство включили, то увидели движение в руке пациента. Правда, конечная цель устройства Motif не в том, чтобы производить движения. Компания нацелились на совершенно иное применение: облегчение расстройств настроения. На каждого человека с травмой спинного мозга приходится 10 человек, страдающих тяжелым депрессивным расстройством и не реагирующих на лекарства. А устройство Motif Neurotech достаточно мощное, чтобы стимулировать мозг. Оно располагается над мозгом, поэтому не сможет собирать данные с высокой пропускной способностью. Но поскольку Motif не пытается декодировать речь или помогать людям двигать предметы силой мысли, это и не требуется.

Какая из этих компаний добьется успеха, еще предстоит выяснить, но с учетом того, что эта область уже набрала обороты, управление технологиями с помощью разума уже не кажется чем-то фантастическим. Тем не менее практически все упомянутые устройства предназначены в первую очередь для людей с серьезными физическими нарушениями. Впрочем, как показывает пример других разработок, то, что создается для устранения недостатков, довольно скоро начинает использоваться для улучшения возможностей здоровых людей. Самыми показательными примерами здесь будут, пожалуй, препараты «виагра» и «оземпик» — в 90 % случаев их потребителями являются абсолютно здоровые люди, желающие повысить сексуальную мощь или похудеть без каких-либо усилий.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подписывайтесь, скучно не будет!