Чип, чип, чип, чип и тело

 

Презентация компании Neuralink по имплантации мозгового чипа в человеческий мозг. Фото: Zuma \ TASS

 

Трка неуроимпланата: да ли су прве рачунаре уградили у мозгове парализованих људи и да ли ће после њих на реду бити оператери дронова?

У уторак, 30. јануара, Илон Маск је на својој друштвеној мрежи ИКС, објавио да су стручњаци из његове компаније Нјуралинк (Neuralink) усадили (имплантовали) у мозак првог пацијента, неурочип за контролу спољашњих уређаја мислима (паметних телефона, рачунара, конзола за игре и телевизије, специјалних уређаја за управљање протезама). Имплант је без претеривања назван - "Телепатија".

Истог дана, кинеске новине (South China Morning Post) су известиле да је кинески имплант вратио пацијенту неке моторичке функције. Значење ове поруке је очигледно: трка неуроимпланата је почела.

Нјуралинк је још 25. маја 2023, добио одобрење за спровођење свог првог клиничког испитивања на људима, од америчке Управе за храну и лекове (ФДА). Документ је предвиђао интервенцију помоћу специјалног чипа и хируршког робота развијеног за ову сврху. Пошто је прошло већ осам месеци, јасно је колико је тежак задатак пред неурохирурзима и колико су га руководиоци пројекта озбиљно схватили. Регрутовање добровољаца међу потпуно парализованим пацијентима трајало је више од годину дана.

Уосталом, ово није био први покушај добијања дозволе за рад са пацијентима.

Илон Маск не би био то што јесте, да није зарадио велики новац на таквим вестима; у овоме је он признати мајстор.

Пре две године, Нјуралинк је вредео мање од 2 милијарде долара, а до августа је већ био процењен на 5 милијарди. Скок вредности од 2,5 пута, тржишни аналитичари објашњавају повећањем у неколико трансакција акцијама, пре него што је компанија објавила да је ФДА одобрила испитивања на људима.

У ствари, Нјуралинк није био први који је предузео истраживање у овој области. Неколико компанија је почело да развија неуронски интерфејс мозак-рачунар много раније. Сви Маскови конкуренти такође имају значајну тржишну вредност. Али они немају бренд као он, који већ дуго сам себе рекламира, са великим успехом.

Ипак ове компаније су добиле дозволу да раде са људима много пре Нјуралинка и већ су постигле стварни успех. На пример, пре годину дана, аустралијски стартап Синхрон (Synchron), чији су акционари Џеф Безос и Бил Гејтс, претекао је Нјуралинк успешно уградивши 1,5-инчни чип парализованом човеку, који му омогућава да контролише дигиталне уређаје снагом мисли. До данас су Синхронови чипови већ инсталисани у више од 10 потпуно парализованих људи.

Стекавши способност да контролишу рачунар, они комуницирају са вољенима путем месинџера, па чак и купују у продавницама.

Синхронова технологија подразумева увођење микрочипа кроз крвне судове у тачно одређено подручје мозга. Усађивање не захтева оштећење ткива или отварање лобање. После два дана пацијент може да иде кући.

Маск, то не може, али његов метод има друге предности: теоретски, његов чип је много моћнији (1024 контакта наспрам 16 код Синхрона) и пружиће много више могућности. Поред тога, најважнији део програма Нјуралинка није чак ни чип, већ хируршки робот који изводи операцију на отвореном мозгу. Што више контаката треба да се усади, што је њихова величина мања, то је већи ризик од грешке хирурга. Верује се да робот драматично смањује ове ризике.

Историја истраживања

Садашња достигнућа нису се појавила ниоткуда. Брзи развој неуронских интерфејса у различитим земљама траје већ 30 година. Да бисмо боље разумели како ове револуционарне медицинске технологије функционишу, корисно је подсетити се историје.

Рад на стварању неуронског интерфејса први пут је почео 1970-их на Универзитету Калифорније у Лос Анђелесу (UCLA). Истраживања која су резултирала развојем алгоритама за реконструкцију покрета из сигнала неурона у моторном кортексу (они контролишу моторичке функције) такође датирају из 1970-их година.

Постепено је било могуће идентификовати сигнале из моторичког центра мозга из одређених група неурона и користити их за управљање спољашњим уређајима. Ове групе у различитим земљама и лабораторијама предводили су изузетни научници: Ричард Андерсен, Џон Донахју, Филип Кенеди, Мигел Николелис, Ендрју Шварц.

После вишегодишњих експеримената на животињама, средином 90-их, први уређаји способни да преносе информације са тела на рачунар су усађени људима. Научници су успели да обнове оштећене функције слуха и вида, као и изгубљене моторичке способности.

Успешно функционисање неуронског интерфејса заснива се на способности мозга да се прилагоди; као резултат, имплант служи као извор биолошких информација.

Наука и технологија стичу искуство и замах. Међу лекарима се операција уградње слушног (кохлеарног) импланта не сматра нечим феноменалним. Али ово је исти неуроимплант. Иако је након операције потребан дуг период рехабилитације и обучавања пацијената. Данас око 100.000 људи широм света користи такве уређаје.

Како то ради

Силицијум има способност да повеже неживу материју са живим неуронима, а транзистори окружени неуронима примају сигнале од нервних ћелија. Истовремено, кондензатори им шаљу сигнале. Сваки транзистор на чипу детектује најмању, једва приметну промену електричног набоја која се јавља при "пецкању" неурона (активацији) у процесу преношења јона натријума.

У недавној прошлости, такво микроелектронско коло је било способно да прима импулсе од 16 хиљада можданих неурона биолошког порекла и шаље повратне сигнале ка неколико стотина ћелија. И ово није чисто механичка интервенција: традиционална биолошка кола су такође укључени у процес. Пошто су неурони изоловани из ћелија које их окружују током производње чипа, морали су да се додају беланчевине који „слепљују“ неуроне у мозгу, образујући такође, додатне комуникационе канале.

Истраживања у Русији

У Русији се слична истраживања спроводе у Руској академији наука, Московском државном универзитету, низу државних предузећа и приватних лабораторија. За разлику од западних научника, они су се фокусирали на неинвазивне методе прикупљања информација из мозга (за нас је најразумљивији електроенцефалограм). За снимање мождане активности, неинвазивни интерфејс користи електроде постављене близу површине мождане коре.

Такви уређаји се једноставно стављају на главу, многи су чак пуштени у продају. Прототип шлема-неуро интерфејса је пре неколико година представио Институт за електронске управљачке машине И.С. Брук (ИНЕУМ), део концерна Автоматика. Познато је да Руска Уједињена Корпорација за израду инструмената (део Ростека) такође тестира неинвазивни неуронски интерфејс мозак-рачунар. Пацијенти са таквим уређајем, према речима инжењера и програмера, моћи ће да мислима контролишу роботске протезе.

Ови сензори откривају промене у напону и мере фреквенцију и интензитет сваког неуронске „искре“ у мозгу. Уређај детектује електричну везу између неурона у мозгу. Ова метода, за разлику од Маскове методе, оштро ограничава количину добијених информација, али не захтева хируршку интервенцију.

Међутим, о учинку руских компанија одавно се ништа не извештава. Сасвим је могуће да се то објашњава војном сврхом развоја — у различитим земљама, у настојању да се особље доведе у безбедну зону, многи концерни развијају неинвазивне интерфејсе за даљински контролисана борбена оружја и оруђа.

Два пута у будућност

Инвазивно усађивање неуроимпланта пацијенту током веома скупе и сложене хируршке процедуре и уређаји који се носе на глави две су гране тржишта које се брзо развија. У догледно време тешко је замислити да ће се потрошач бацити под нож неурохирурга како би проширио своје могућности – управљање уређајима мислима. Главна област ове технологије је помоћ парализованим особама које нису у стању да комуницирају и живе активним животом. Ако осигуравајућа друштва креирају релативно приступачне програме, за ове несрећне људе ће почети други живот.

Али број таквих људи је веома мали ако се посматра тржишно. И мало је вероватно да ће такве операције ускоро изаћи из категорије јединствених. Али неинвазивни интерфејси за једноставне задатке брзо проширују свој обим примене. А њихова главна компонента уопште није уређај, већ софтвер.

Такви уређаји ће брзо постати помоћници оператерима беспилотних летелица или спасиоцима. Они ће највероватније бити стотине пута јефтинији и једноставнији од Нјуралинкових чипова и имаће сасвим ограничене задатке. Али поредећи два главна правца у стварању неуронских интерфејса, не сме се заборавити да живо мождано ткиво реагује са електродом, хемијски утиче на њу и мења њена својства. Због тога, усађени чип захтева поновљене операције сваких 5-6 година да би задржао функционалност. За сада не постоји други начин - чак и контакти од хемијски инертног злата морају да се мењају.

Међутим дугорочно, сви неуронски интерфејси, без обзира на начин повезивања са мозгом, створиће за човечанство додатни ниво свести, проширујући људске могућности.

На пример, данас постоје програми који могу дешифровати мисли и превести их у говор или писану реч брзином до 60 речи у минути. Илон Маск је о томе написао на свом ИКС налогу: „Замислите када би Стивен Хокинг могао да комуницира брже од дактилографа или аукционара. То је циљ“.

Оставимо за сада по страни такве снове великог иноватора попут лека за гојазност, аутизам, депресију и шизофренију помоћу неурочипова. Ипак, управљање уређајима и механизмима је наша блиска и стварна будућност. Међутим, један сан писаца научне фантастике може се остварити и раније него што се очекивало: ако два пацијента могу да пренесу мисли рачунару и од њега примају информације, онда ће преко овог електронског посредника размењивати мисли не трепнувши. Међу парализованим пацијентима могу се појавити прве „невољне телепате“.

 

Аутор: Валериј Ширјајев

Превод: Драган Вукојевић

Извор: Новаја газета