Din cuprinsul articolului
Noland Arbaugh, în vârstă de treizeci de ani, a povestit cum i s-a schimbat viața după ce i-a fost implantat în creier un cip al Neuralink,. compania lui Elon Musk
Noland Arbaugh are un cip de calculator implantat în craniu și o rețea de electrozi în creier. Însă, Arbaugh, primul utilizator al interfeței creier-calculator Neuralink (BCI), spune că nici nu ar ști că are dispozitivul dacă nu ar fi conștient de intervenția chirurgicală prin care a trecut.
„Dacă mi-aș fi pierdut memoria și m-aș fi trezit și cineva mi-ar fi spus că am ceva implantat în creier, probabil că nu aș fi crezut”, spune tânărul de 30 de ani din Arizona, care este paralizat de la mijlocul gâtului în jos din cauza unui accident de înot din 2016. „Nu am nicio senzație legată de el – nicio modalitate de a ști că este acolo, decât dacă cineva îl apasă fizic.”
Care e rolul implantării unui cip în creier
Cipul Neuralink poate fi neinvaziv din punct de vedere fizic, dar Arbaugh spune că a avut un impact major asupra vieții sale, permițându-i să „se reconecteze cu lumea”. A suferit o intervenție chirurgicală robotică în luna ianuarie pentru a primi implantul N1, numit și „Link”, în cadrul primului studiu uman aprobat al Neuralink.
Interfețele creier-calculator (BCI) există de zeci de ani. Dar faptul că Elon Musk, celebrul tehnologist miliardar, deține Neuralink, a adus o atenție sporită companiei. Acest lucru a stârnit un interes public reînnoit pentru o tehnologie care ar putea îmbunătăți semnificativ viața persoanelor cu tetraplegie, cum este Arbaugh, dar și a celor cu alte dizabilități sau boli neurodegenerative.
BCI-urile înregistrează activitatea electrică din creier și traduc aceste date în acțiuni, cum ar fi deschiderea și închiderea unei mâini robotice sau click-ul unui mouse de computer. Aceste dispozitive variază ca design, nivel de invazivitate și rezoluție a informațiilor pe care le captează. Unele detectează activitatea electrică a neuronilor cu ajutorul unor matrice de electroencefalograme (EEG) externe plasate pe capul subiectului. Altele folosesc electrozi plasați pe suprafața creierului pentru a urmări activitatea neuronală. Există și dispozitive intracorticale, care folosesc electrozi implantați direct în țesutul cerebral pentru a ajunge cât mai aproape de neuronii țintă. Implantul Neuralink se încadrează în această categorie.
Captarea activității neuronale poate fi comparată cu încercarea de a înregistra o conversație între două persoane într-un stadion plin, spune Douglas Weber, inginer mecanic și neurocercetător la Universitatea Carnegie Mellon. Pentru a auzi mai mult decât vuietul mulțimii, trebuie să te apropii de persoana care vorbește. „Cu cât ești mai departe de vorbitor, cu atât conversațiile devin mai amestecate și confuze”, explică el. Neuralink introduce electrozi în cortexul motor, care controlează mișcarea, poziționând „senzori chiar lângă neuronii individuali care conversează”.
Cum arată un astfel de cip
Neuralink nu este prima companie care face acest lucru. Un dispozitiv numit Utah Array – o grilă mică, dreptunghiulară de vârfuri de siliciu – este sistemul standard de electrozi pentru BCI-uri intracorticale. Acesta a fost dezvoltat de Richard Normann, un profesor de bioinginerie de la Universitatea din Utah, în anii 1990. În 2004, Matthew Nagle a fost prima persoană care a folosit un BCI Utah Array pentru a controla un cursor doar cu gândurile sale.
Designul Neuralink, bazat pe cercetări anterioare privind microfirele, nu este, de asemenea, primul care înlocuiește grila rigidă Utah cu o rețea de fire subțiri și flexibile care au electrozi de-a lungul lungimii lor.
Cu toate acestea, ceea ce a reușit Neuralink să facă este să condenseze multiple progrese într-un singur dispozitiv implantabil, intracortical și wireless. „Au luat cam tot ce am văzut mai bun și au pus totul la un loc”, spune Jennifer Collinger, inginer biomedical și profesor asociat la Universitatea din Pittsburgh.
Cipu-ul îl ajută să-și miște membrele paralizate
Hub-ul electronic circular al Link-ului se conectează la 64 de fire foarte subțiri, care conțin un total de 1.024 de electrozi. Conține de aproximativ 10 ori mai mulți electrozi decât o matrice Utah (deși mai multe matrice Utah au fost implantate simultan în creierul unei singure persoane). Link-ul transmite datele neuronale comprimate din creier prin Bluetooth, iar un algoritm adaptat la modelele neuronale unice ale utilizatorului traduce aceste date în acțiune.
Arbaugh spune că a fost capabil să miște un cursor digital la doar o săptămână după intervenția chirurgicală de implant. El o face în două moduri. Primul este ceea ce el descrie ca „mișcare încercată” – sau pur și simplu voința de a mișca un membru paralizat pentru a face ceea ce nu mai poate. Prin inițierea mișcării mușchilor din mâna sa (care spune că încă mai poate produce ușoare mișcări) și trecând prin mișcările mentale de a folosi un mouse cu acea mână, el poate muta un cursor pe un ecran cu puțin efort. „Este foarte intuitiv”, spune Arbaugh.
El a descoperit, de asemenea, că privirea cursorului și imaginarea traseului pe care ar dori să-l urmeze îi permite să navigheze pe ecran. El numește aceasta „mișcare imaginară”. Folosește ambele metode, adesea în combinație. Prima este puțin mai obositoare din punct de vedere fizic, în timp ce a doua necesită un plus de concentrare mentală. Dar ambele permit multitasking-ul: Arbaugh poate vorbi sau mânca în timp ce își folosește computerul.
Înainte de implant, dacă Arbaugh dorea să folosească un computer, o făcea prin comandă vocală sau mutând un băț cu gura pe un ecran tactil (ceea ce necesita ajutor pentru a se pune în poziție). Dar cu BCI-ul său, Arbaugh spune că poate face mai multe – mai rapid, independent și mai confortabil. Utilizarea celor mai bune BCI-uri „ar trebui să se simtă la fel de naturală ca mișcarea voluntară a unei persoane fără dizabilități”, spune Leigh Hochberg, medic de terapie intensivă neurologică și neurocercetător la Universitatea Brown, Spitalul General din Massachusetts, Școala Medicală Harvard și Sistemul de Sănătate VA Providence.
Hochberg a condus multiple studii și cercetări umane BCI, împărtășind ceea ce a învățat cu Neuralink și alte companii. Hochberg spune că uneori evaluează cât de bine funcționează un dispozitiv în funcție de cât de puțin poate descrie un subiect experiența utilizatorului. „Dacă participanții noștri nu ne pot spune exact cum au făcut ceva”, spune el, „știm că suntem pe drumul cel bun”.
Neuralink susține că Arbaugh a stabilit recorduri pentru controlul cursorului BCI și a ajuns la opt biți pe secundă, o măsură care încorporează atât viteza, cât și acuratețea. Arbaugh spune că își folosește dispozitivul timp de ore în șir pentru a naviga pe Web, a trimite mesaje text, a derula prin rețelele sociale, a naviga prin aplicații și – poate cel mai important – pentru a juca jocuri video. Șahul online și jocul de strategie de construire a lumii Civilization VI au fost preferatele lui.
Dispozitivul are un dezavantaj inevitabil, spune el: trebuie încărcat regulat, întrerupând sesiunile sale de joc. Pentru a-și alimenta implantul, Arbaugh poartă o pălărie cu un încărcător wireless încorporat – o schimbare majoră față de BCI-urile cu cablu utilizate încă în multe laboratoare de cercetare. În rest, utilizarea Link-ului a fost în mare parte fără probleme, spune el – cu excepția cazului în care, în februarie, acesta aproape că a încetat să funcționeze.
Retragerea firelor – prima defecțiune
La aproximativ o lună după intervenția chirurgicală, Arbaugh a pierdut o mare parte din funcționalitatea implantului său. La început a crezut că este o eroare de software, dar echipa Neuralink l-a informat curând că era o problemă de hardware. Potrivit lui Arbaugh, analiza Neuralink a semnalelor electrozilor a arătat că 85% dintre firele implantului său s-au „retras” sau s-au deplasat din poziție. Neuralink a raportat public problema pentru prima dată într-o postare pe blog pe 8 mai, la câteva luni după ce a fost detectată.
„A fost foarte greu de acceptat”, spune Arbaugh. „Abia începeam să mă familiarizez cu el. Ajunsesem într-un loc înalt. Și după o lună, părea că totul se va prăbuși.”
Weber subliniază că posibilitatea unei astfel de dezamăgiri și anxietăți este unul dintre „cele mai mari riscuri” în cercetarea umană BCI. „Imaginați-vă stresul de a experimenta o leziune a măduvei spinării pentru prima dată. Acum imaginați-vă că trebuie să treceți prin asta din nou”, spune el.
Prin ajustarea algoritmului sistemului pentru a răspunde la electrozii care încă transmiteau date, Neuralink a reușit să restabilească o mare parte din funcționalitatea implantului său, spune Arbaugh. De atunci, și-a demonstrat abilitățile cu cursorul în videoclipuri demo și spune că a revenit la stabilirea de noi recorduri de viteză. Dar unele dintre soluții au necesitat soluții creative. Inginerii Neuralink au creat un sistem în care Arbaugh face o selecție pe un ecran prin menținerea cursorului pe loc timp de 0,3 secunde, în loc să dea click. „Plănuim să revenim la un singur click pe care să-l inițiez eu”, spune el. Dar asta nu s-a întâmplat încă.
Compania nu a publicat încă un raport științific formal despre experiența lui Arbaugh. Acest lucru limitează cât de mult poate fi înțeles despre tehnologie în prezent, spune George Malliaras, un inginer care conduce laboratorul de bioelectronică de la Universitatea din Cambridge. Nu este clar de ce sau cât de mult s-au retras firele, dacă poziția lor a continuat să se schimbe sau dacă firele rămase s-au stabilizat, notează Malliaras. „Trebuie să așteptăm până când sunt publicate lucrările cu date”, spune el.
Obiectivul cip-urilor Neuralink: restabilirea mișcării pentru membrele paralizate sau redarea vederii pentru cei orbi
Între timp, Administrația pentru Alimente și Medicamente din SUA (FDA) a dat undă verde planurilor Neuralink de a continua studiul clinic și de a implanta un al doilea dispozitiv la altă persoană. Compania va încerca să abordeze problema retragerii implantând firele N1 mai adânc decât au fost plasate în cazul lui Arbaugh (opt milimetri față de trei până la cinci milimetri), așa cum a raportat pentru prima dată Wall Street Journal. „Este o strategie care merită testată, presupunând că nu schimbă profilul de siguranță”, spune Weber. „Nu ar face-o dacă FDA nu ar considera că este în regulă, deci trebuie să fie ceva care a fost deja aprobat în protocolul lor. Sperăm că rezolvă problema.”
Arbaugh, însă, nu este descurajat de acest obstacol. În opinia sa, tot ceea ce a trecut are un scop: să îmbunătățească tehnologia pentru alții.
„Scopul acestui studiu a fost să descoperim ce funcționează și ce nu”, spune el. Fiecare informație pe care Neuralink o colectează se adaugă la pool-ul de date care ar putea, într-o zi, să permită realizarea unora dintre cele mai ambițioase obiective ale cercetătorilor BCI: restabilirea mișcării pentru membrele paralizate sau redarea vederii pentru cei orbi. „Încerc să-mi mențin așteptările destul de ancorate în realitate”, spune el. Dar terenul pare să se schimbe rapid în domeniul BCI. Este fericit să fie printre primii și este încântat pentru următoarea persoană care va primi ceva și mai bun.
