У Ноланда Арбо в черепі вбудований комп'ютерний чіп, а в мозку знаходиться масив електродів. Але перший користувач інтерфейсу «мозок-комп'ютер» Neuralink, або BCI, каже, що не відчуває обладнання всередині себе, інформує Ukr.Media.
«Якби я втратив пам'ять і прокинувся, а ви сказали б мені, що щось імплантовано в мій мозок, то я б, напевно, вам не повірив, — каже 30-річний житель Аризони, який був паралізований внаслідок нещасного випадку під час купання у 2016 році. — Я не відчуваю цього, не можу сказати, що обладнання там, якщо тільки хтось не підійде і не натисне на нього фізично».
Чіп Neuralink може бути зовні непомітним, але Арбо каже, що він мав великий вплив на його життя, дозволивши йому «возз'єднатися зі світом». У січні він переніс роботизовану операцію з встановлення імплантату N1, також званого Link («Зв'язок»), в рамках першого схваленого випробування Neuralink на людях.
Концепція BCI існує вже кілька десятиліть. Але оскільки Neuralink належить технологічному мільярдеру Ілону Маску, компанія отримала величезну увагу громадськості. Операція відновила суспільний інтерес до технології, яка могла б значно покращити побут людей, що живуть з квадриплегією, тобто повним паралічем, а також людей з іншими обмеженими можливостями або нейродегенеративними захворюваннями.
Нейрокомп'ютерний інтерфейс записує електричну активність у мозку і перетворює ці дані на вихідні дії, наприклад, відкриття та закриття роботизованої руки або клацання комп'ютерною мишею. BCI різняться за конструкцією, рівнем інвазивності та специфікою зібраної інформації. Деякі виявляють електричну активність нейронів за допомогою повністю зовнішніх масивів електроенцефалограм (ЕЕГ), розміщених над головою суб'єкта. Інші використовують електроди, розміщені на поверхні мозку, для відстеження нейронної активності. Крім того, існують інтракортикальні пристрої, в яких використовуються електроди, імплантовані безпосередньо в тканину мозку, щоб максимально наблизитися до цільових нейронів. Імплантат Neuralink потрапляє в цю категорію.
Захоплення нейронної активності схоже на спробу записати балачку між двома людьми на переповненому стадіоні. Так вважає Дуглас Вебер, інженер-механік та нейробіолог з Університету Карнегі-Меллон. Щоб почути щось більше, ніж рев натовпу, потрібно підійти ближче до того, хто говорить. «Чим далі ви знаходитесь від того, хто говорить, тим більш заплутаними і складними стають розмови», — пояснює експерт. Neuralink вводить електроди в моторну кору головного мозку, що контролює рух, розташовуючи «датчики прямо поряд з окремими нейронами, які розмовляють».
Neuralink вдалося об'єднати численні досягнення в один імплантований внутрішньокортикальний бездротовий пристрій. «Вони взяли найкраще з усього, що я бачила, і з'єднали все воєдино», — каже Дженніфер Коллінджер, біомедичний інженер і доцент Піттсбурзького університету.
Круглий електронний концентратор Link з'єднаний з 64 надтонкими нитками, що містять загалом 1024 електроди. Link передає стиснені нейронні дані з мозку через Bluetooth, а алгоритм, налаштований на унікальні нейронні шаблони користувача, перетворює ці дані на дію.
За словами Арбо, він зміг керувати цифровим курсором вже через тиждень після операції з встановлення імплантату. Для цього він використовує два методи. У першому залучена так звана «спроба руху» — або просто бажання паралізованої кінцівки зробити те, що вона більше не може. Змушуючи рухатися м'язи руки, які все ще можуть викликати легкі погойдування, і здійснюючи уявні рухи цією рукою при використанні миші, чоловік може переміщати курсор по екрану без особливих зусиль. «Це дуже інтуїтивно зрозуміло», — підсумовує він.
Арбо також виявив, що, дивлячись на курсор і уявляючи собі траєкторію руху, він може переміщати його по екрану. Цей другий метод Арбо називає «уявним рухом». Він використовує обидва методи, часто поєднуючи їх один з одним. Перший метод вимагає трохи більше фізичних зусиль, тоді як другий вимагає додаткової концентрації розуму. Але обидва вони дозволяють працювати в режимі багатозадачності: Арбо може розмовляти або їсти одночасно з роботою за комп'ютером.
До імплантації, якщо Арбо хотів використовувати комп'ютер, він робив це за допомогою голосової команди або переміщення палички для рота по сенсорному екрану (для цього потрібно було, щоб хтось допомагав чоловікові зайняти спеціальне положення). Але Арбо каже, що завдяки своєму BCI він може робити більше — швидше, незалежно і з більшим комфортом.
Використання найкращих BCI «має відчуватися так само природно, як і довільні рухи працездатної людини», — коментує Лі Хохберг, лікар нейрореанімації та нейробіолог з Університету Брауна, Массачусетської лікарні загального профілю, Гарвардської медичної школи та системи охорони здоров'я штату Вірджинія. У своїй роботі він провів безліч випробувань і досліджень BCI на людях, у тому числі деякі дослідження для Neuralink. Хохберг каже, що іноді він оцінює, наскільки добре працює пристрій по тому, наскільки мало випробуваний може описати користувацький досвід. «Якщо наші учасники не можуть точно сказати нам, як вони щось зробили, — каже він, — ми знаємо, що знаходимося на правильному шляху».
Neuralink стверджує, що Арбо побив рекорди з керування курсором BCI і досяг восьми бітів на секунду — показник оцінки як швидкості, так і точності. Арбо використовує свій пристрій годинами, щоб переглядати веб-сторінки, надсилати текстові повідомлення, гортати соцмережі та мультимедіа, переміщатися по додатках і грати у відеоігри. Онлайн-шахи та стратегічна гра з побудови світу Civilization VI стали його улюбленими іграми.
Мінуси у чіпа теж є. Один неминучий недолік — його потрібно регулярно заряджати, перериваючи ігрові сесії. Щоб увімкнути свій імплант, Арбо надягає «капелюх» із вбудованим бездротовим зарядним пристроєм — велика відмінність від підключених модулів BCI, які досі використовуються у багатьох дослідницьких установах. В іншому, за словами користувача, Link не викликає проблем, за винятком випадку, коли в лютому він майже перестав працювати.
Приблизно через місяць після операції імплантат Арбо втратив значну функціональність. Спочатку він подумав, що це програмна помилка, але незабаром команда Neuralink повідомила йому, що це апаратна проблема. За словами Арбо, аналіз сигналів електродів, проведений Neuralink, показав, що 85% ниток його імплантатів «витягнулися» або змістилися зі свого місця. Neuralink вперше публічно повідомила про цю проблему у своєму блозі 8 травня, через кілька місяців після того, як була виявлена невдача.
«З цим було дійсно важко змиритися», — коментує Арбо. Через місяць після встановлення імпланту чоловікові здавалося, що всі його плани з відновлення зруйнуються.
Налаштувавши алгоритм системи так, щоб вони реагували на електроди, які все ще передавали дані, фахівці Neuralink змогли відновити більшу частину функціональності свого чіпа. Однак компанія не опублікувала офіційного наукового звіту про досвід Арбо. «Це обмежує наші знання про технологію на цей час», — каже Джордж Малліарас, інженер, який очолює лабораторію біоелектроніки в Кембриджському університеті. Незрозуміло, чому і наскільки далеко витягнулися нитки, чи продовжує їх положення змінюватися. Щоб дізнатися це, доведеться почекати публікації документів з даними.
Тим часом Управління з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів США дало зелене світло планам Neuralink продовжити клінічні випробування та імплантувати другий пристрій іншій людині. Компанія спробує вирішити проблему ретракції, імплантувавши різьбу N1 глибше, ніж вона була розміщена у випадку Арбо (8 мм проти 3-5 мм).
Арбо вірить, що кожен біт інформації, яку збирає Neuralink, поповнює пул даних, які одного дня можуть допомогти дослідникам BCI досягти найамбітніших цілей: відновити рух паралізованих кінцівок або зір сліпих людей. «Я намагаюся, щоб мої очікування були достатньо обґрунтованими», — каже він. Ситуація у сфері BCI, схоже, швидко змінюється. Арбо радий бути серед перших пацієнтів і з нетерпінням чекає, коли хтось наступний отримає новий мозковий імплант.
