Labai realus Elono Musko planas „sučipuoti“ žmonių smegenis: su kiaulėmis jau išbandyta, toliau – žmonės

Praėjusį penktadienį žinomas verslininkas, daugelio įmonių įkūrėjas ir savininkas, milijardierius Elonas Muskas pateikė naujausių žinių apie vienos iš savo bendrovių – „Neuralink“ – pasiekimus, rašo „Ars Technica“.

Nors „Neurolink“ toli gražu nėra tokia žinoma E.Musko bendrovių žvaigždyne, kaip „SpaceX“, „Tesla“ ar net „Boring Company“, taip daugiausiai yra dėl to, kad iki šiol šios įmonės inžinieriai tiesiog nelabai turėjo kuo girtis – išskyrus planus (apie kuriuos E.Muskas praėjusiais metais taip pat papasakojo). E.Musko užmačios per metus nelabai pasikeitė: sukurti masinei prekybai skirtą smegenų implantą, kurį žmonėms tiesiai į smegenis galėtų įdiegti robotas. Ir dar tą pačią dieną po operacijos išleisti namo. Bet šiemetinė „Neuralink“ ataskaita įdomesnė tuo, kad įmonės jau gali pasigirti pirmaisiais realiais bandymų rezultatais.

Bendrasis pernykštis įmonės veiklos planas pasikeitė nesmarkiai, bet per 12 mėnesių įgytos žinios paskatino pakoreguoti kai kurias smulkias detales. O svarbiausi šiemetinio E.Musko ir „Neuralink“ veiklos pristatymo veikėjai buvo kiaulės. Bandomieji pacientai, kurių smegenyse jau yra įdiegti, anot E.Musko, 0.9 versijos implantai. Ir artimiausiu metu ketinama pradėti šių implantų bandymus su žmonėmis.

Implanto sandara

Vienas iš didžiausių skirtumų tarp pernykščio ir šiemetinio „Neuralink“ veiklos pristatymų – bendras implanto ir jį palaikančios techninės įrangos dizaino pasikeitimas. Pagal pradinį planą buvo ketinama iki minimumo supaprastinti chirurginę intervenciją, įskaitant minimalaus dydžio skylę, kurią reikėtų padaryti kaukolėje norinti įstatyti implantą. Tai reiškė, kad pats implantas turėtų būti labai nedidelio skersmens ir nebūtų privaloma jį įtaisyti kažkur prie pat tų neuronų, su kuriais jis turėtų sąveikauti. Taip pat buvo numatyta, kad tas implantas palaikys ryšį su atskiru techniniu įrenginiu, kuris būtų įtaisytas kažkur už paciento ausies. Visa tai komplikavo projektą – būtų reikėję, kad smegenų paviršiumi būtų išvesti kokie nors laideliai.

Šiemet pristatytas jau supaprastinto „Neuralink“ implanto projektas. Šiuo metu implantai nebando užmegzti ryšio su kažkokiomis giluminėmis smegenų struktūromis ir taikosi tik į tai, kas yra smegenų žievėje – išoriniame funkciniame smegenų sluoksnyje. Įmonei „Neuralink“ dirbantis neurochirurgas nurodė, jog per smegenų žievę keliauja daug motorinių ir sensorinių signalų, tad juos galima paveikti šiais implantais. Jį papildęs E.Muskas teigė, jog vien veikiant smegenų žievę tokiais implantais galima būtų išspręsti aklumo ir kurtumo problemas.

Kaip ir senojo dizaino implante, šiemetinis gaminys su smegenimis turėtų susijungti per maždaug 1000 elektrodų, kurie būtų įterpti į tam tikrus neuronų pluoštus. Elektrodai būtų sujungti su implantu, patalpintu virš smegenų paviršiaus. Šiemetinis patobulinimas – trumpiausio įmanomo kelio reikalavimas, dėl kurio turėtų išnykti būtinybė tiesti laidelius smegenų paviršiumi. Pašalintas ir už ausies įtaisyti numatytas implanto komponentas – vietoj jo numatoma naudoti vientisą smegenų implantą, kuris iš esmės pakeičia dalį kaukolės.

E.Muskas pademonstravo vieną iš tokių patobulintų implantų. Anot jo, tai yra 23 mm „skersai“ (tiesa, nepatikslinta – tai spindulys ar skersmuo) ir maždaug 8 mm storio gaminys (toks storis pasirinktas dėl to, kad panašaus storio yra ir žmogaus kaukolė). Implantą galima būtų palyginti arba su labai stora moneta, arba su miniatiūriniu ledo rituliu ir jame telpa absoliučiai viskas, ko reikia, kad implantas atliktų savo funkciją, įskaitant akumuliatorių, kurio pakaktų visą parą trunkančiam veikimui ir visus komponentus, kurių reikia belaidžiam indukciniam akumuliatoriaus įkrovimui. Taip pat implante yra „palaikymo“ lustų rinkinys, pasiskolintas iš dėvimųjų išmaniųjų įrenginių – kai kurie valdo įkrovimo procesą, kai kurie užtikrina ryšį per „Bluetooth“ protokolą.

Pikai

Esminė „Neuralink“ implantų paskirtis – atpažinti ir koreguoti nervinius signalus. Atskiri elektrodai, kurių „klausytųsi“ pavieniai implanto elektrodai, tarpusavyje bendrauja laidydami trumpus elektrinio aktyvumo signalus - „pikus“, kurie išsiskiria iš foninio elektrinio triukšmo. Anot E.Musko, pagrindiniame „Neuralink“ implanto luste jau yra užprogramuotas tam tikrų pikų rinkinys, atitinkantis tikrų neuronų normalaus veikimo ribas. Tas lustas fiksuos analoginį elektrinį signalą, kurį skleidžia tikrieji žmogaus neuronai, konvertuos jį į skaitmeninį signalą, identifikuos smegenų aktyvumo pikus ir atras „standartinius“ pikų braižomus raštus, kurie labiausiai atitinka tikrųjų smegenų, į kurias įtaisytas implantas, aktyvumą.

Tai savo ruožtu suteiktu galimybę perduoti kodą, kuris identifikuoja „pikų“ raštą, tokiu būdu smarkiai sumažinant perduodamų duomenų kiekį, lyginant su sudėtingu, dažnai triukšmingu nervinio aktyvumo signalu. Be galo svarbu, kad implantas su aplinkiniu pasauliu susisiektu naudojant mažo pralaidumo belaidę sąsają, tokią, kaip „Bluetooth“.

Taip pat implanto lustas elektrodams suteiks galimybę patiems sužadinti neuronus, nors E.Muskas šios implanto veikimo dalies per daug nedetalizavo. Galima tik numanyti, kad neuronų sužadinimui reikalingas energijos kiekis bus šiek tiek didesnis nei jų aktyvumo stebėjimas, o tai savo ruožtu gali riboti tokios funkcijos panaudojimo galimybes.

Implantavimo procedūra

„Neuralink“ atstovai vis dar tikisi, kad sunkiausią implantavimo procedūros dalį ateityje atliks robotizuotas chirurgas, kuris mikroskopine akimi identifikuotų kiekvieną smulkiąją kraujagyslę ir galės išvengti jų pažeidimo, kol į neuronus įves elektrodus. Praėjusiais metais „Neuralink“ pademonstravo prototipinį robotą-chirurgą, kurį būtų labai nesudėtinga sumaišyti su „neuroninio tardymo robotu“. Šiemet šis prototipas išnyko – jį pakeitė labai švaraus, balto, labai mediciniškos išvaizdos robotas, kuriame yra visi įrankiai, reikalingi prasibrauti pro gyvo žmogaus kaukolę link smegenų, tačiau tie grėsmingai atrodantys įrankiai nėra matomi, kol robotas nėra aktyvuojamas. „Neuralink“ inžinieriai ir medikai bendromis pajėgomis bando patobulinti robotą taip, kad jis pasiektų ir gilesnes smegenų sritis, tačiau dabartinis tikslas – elektrodus įvedinėti į smegenų žievės neuronus – užduotį palengvina.

E.Muskas žada, kad tokia implantavimo procedūra truktų tik apie valandą, jai nereikėtų net bendrojo nuskausminimo, o pacientas po operacijos namo grįžti galėtų net tą pačią dieną.

O tuomet E.Muskas pristatė pirmuosius „Neuralink“ pacientus su jau įtaisytais implantais – kiaules. Savaime suprantama, iš pradžių buvo parodytas „kontrolinis“, chirurgų nepaliestas gyvūnas, kuris nerūpestingai įžygiavo prieš kamerą ir ėdė iš savo prižiūrėtojo rankos.

Paskui šią kiaulę į studiją buvo įleista antroji – jai implantas anksčiau buvo įstatytas, bet jis buvo pašalintas. Tokios galimybės pademonstravimas, anot E.Musko, yra reikalingas dėl to, kad žmonės gali norėti savo implantus pakeisti naujesniais, tobulesniais – o „Neuralink“ taip pat neketina sustoti ir žada tuos implantus tobulinti. Paskui du gyvūnus į sceną turėjo išeiti kiaulė su tikru, veikiančiu implantu, tačiau Gertrūda pavadintas gyvūnas gėdijosi, tad už gyvūnus atsakingas technikas turėjo nemažai vargo, o E.Muskui teko laidyti juokelius apie tiesioginių demonstracijų metu nuolat kylančias problemas. Galų gale technikams pavyko įtikinti Gertrūdą pasirodyti, o „Neuralink“ atstovai turėjo galimybę parodyti, kaip sugeba „nuskaityti“ elektrinius signalus, kuriuos smegenims perdavinėjo kiaulės šnipe esančios ląstelės. Dar vėliau studijoje pasirodė ketvirtoji kiaulė, kuriai buvo įtaisyti iškart du implantai – vienas iš jų buvo sujungtas su propriocepcijos funkciją vykdančiais neuronais. Pagal šio implanto signalus mokslininkai galėjo santykinai tiksliai nustatyti, kokia yra kiaulės kojos pozicija.

Kita stotelė - žmonės

Kaip ir praėjusiais metais, E.Muskas teigė, jog šio pristatymo tikslas yra paskatinti geriausius žmones prisijungti prie „Neuralink“ komandos, kurioje šiuo metu yra apie 100 darbuotojų. Tačiau be jokių abejonių būta ir užuominų, rodančių, kad artėjama prie etapo, kai į darbą reikės įsijungti ir rinkodaros komandai. Pradžiai buvo užsiminta, kad „Neuralink“ implantui paskirtas medicininės įrangos vertinimu užsiimančios JAV Maisto ir vaistų administracijos (FDA) „Proveržio įrenginio“ (angl. Breakthrough device) klasifikavimas. Toks klasifikavimas „Neuralink“ suteikė galimybę užmegzti nuolatinį dialogą su FDA, kurio metu bus galima išsiaiškinti, kokius duomenis „Neuralink“ turi pateikti atsakingai įstaigai, kad gautų leidimą įtaisyti implantą žmonėms.

E.Muskas teigė, kad pradinius bandymus ketina atlikti su žmonėmis, kurių visos keturios galūnės yra paralyžiuotos – toks siekis visai atitinka sėkmingus bandymus su žmonėmis per smegenų implantą valdyti robotizuotą ranką. Gauti leidimą vykdyti bandymus su visiškai paralyžiuotais žmonėmis yra santykinai nesudėtinga, nes alternatyvių gydymo būdų šiems pacientams kol kas niekas pasiūlyti negali. Tačiau E.Muskas neatskleidė, kada galima būtų tikėtis tokių bandymų pradžios.

Tad kol kas pagrindinė šiemetinio „Neuralink“ veiklos pristatymo naujienas yra kiaulės su smegenų implantais – inžinerijos gerbėjams techninių duomenų apie pačių implantų veikimo principus galėjo pritrūkti. Iš esmės galima būtų teigti, kad „Neuralink“ neparodė nieko tokio stebuklingo, ko dar nebūtų pademonstravę universitetuose ir institutuose su smegenų signalų nuskaitymu ir inicijavimu dirbantys mokslininkai.

Kita vertus, „Neuralink“ eksperimentines kiaules nuo mokslinėse įstaigose naudojamų gyvūnų aiškiai skyrė tai, kad E.Musko eksperimentiniai guvūnai su smegenų implantais iš pirmo žvilgsnio nesiskyrė nuo „nemodifikuotų“, be to, „Neuralink“, skirtingai nei akademinės laboratorijos, siekia gaminti ne vienetinius implantus, o masinei gamybai skirtus smegenų priedus.

Pažanga

Labai svarbu ir tai, kad „Neuralink“ ekspertai demonstruoja didelį kūrybiškumą ir lankstumą. Pavyzdžiui, surastas gana įdomus ir patikimas sprendimas sudėtingų duomenų, kuriuos surinks pats implantas, suspaudimui ir perdavimui. Be to, nebuvo prisirišta prie pernykščio implanto ir robotizuoto chirurgo techninio projekto – stiprus abiejų esminių „Neuralink“ produktų modifikavimas rodo aiškų lankstumą.

Kita vertus, tai dar nėra bilietas tiesioginiam skrydžiui į sėkmės šalį. Sudėtingų uždavinių šios įmonės inžinieriams dar liko begalės, be to, ateityje laukia ne vienerius metus truksiantys saugumo ir efektyvumo bandymai.

Bet toks kasmetinių pažangos ataskaitų pristatinėjimo modelis (ir pristatymų turinys) suteikia daug pagrindo laukti gerų žinių ateityje.

Straipsnį išvertė 15min.lt. Parengta pagal "Ars Technica"