Как работает нейроинтерфейс Neuralink Илона Маска

Телепатическое общение, лечение паралича и депрессии

В 2016 году Илон Маск основал компанию Neuralink, которая должна была работать над созданием технологий для подключения человеческого мозга к компьютеру. Всё, что было известно на тот момент о стартапе, так это стремление Маска и его команды заниматься разработкой и производством имплантируемых нейрокомпьютерных интерфейсов.

В течение трёх лет стартап работал в режиме строгой секретности, а в этом году на конференции в Сан-Франциско изобретатель показал плоды своей ранее засекреченной работы.

За три года Neuralink создал робота-нейрохирурга, высокопроизводительный чип для считывания сигналов мозга, а также нейроинтерфейс, выполненный из тонких полимерных нитей. С помощью этих разработок парализованные пациенты смогут передавать сигналы компьютеру силой мысли, писать сообщения, просматривать сайты и даже "телепатически" общаться. Какие перспективы у этой технологии?

Что такое нейроинтерфейс?

Нервные клетки человека состоят из множества отростков, по которым проходят импульсы, отвечающие за передачу сигналов от мозга к различным частям тела. У парализованных людей передача импульсов затруднена из-за повреждения этих клеток, но за счёт электронных имплантов, заменяющих повреждённую нервную ткань, такие пациенты могут рассчитывать на частичное восстановление прежних функций.

В 2006 году Мэтью Нейгл стал первым человеком, который получил мозговой имплантат от Cyberkinetics – стартапа под руководством исследователей из Массачусетского многопрофильного госпиталя, университета Брауна и Министерства по делам ветеранов США. После операции Нэгл, у которого на тот момент была травма позвоночника, научился двигать курсор по экрану компьютера, включать и выключать телевизор, а спустя ещё какое-то время управлять роботизированной рукой.

Проблема была в том, что Cyberkinetics с их имплантом BrainGate использовал массив микроэлектродных игл, в которых умещалось больше сотни электродов. Сами иглы были жёсткие, что ограничивало работу устройства. Вживляемые иглы ограничивали число доступных нейронов и мешали долгосрочной работе из-за движений мозга внутри черепа. Несмотря на все риски, такие технологии только расширили возможности человека за счёт управления внешними устройствами.

Что предлагает Neuralink?

Основная цель Neuralink состоит в создании нейроинтерфейса, который способен улавливать мозговую активность и обрабатывать сигналы без какого-либо риска. В официальном документе Neuralink white paper автор Ребекка Роббинс сообщает, что разработка компании Маска должна помочь в лечении неврологических болезней и нарушений работы мозга, а также способствовать восстановлению сенсорной и моторной функций человека.

Особенностью проекта является технология гибких полимерных нитей с электродами толщиной 4 мкм (тоньше человеческого волоса), которые будут вживляться в кору головного мозга и считывать активность нейронов. Нити с электродами будут находиться в непосредственной близости от нейронов, что позволит получить в несколько раз больше информации от нервной системы в сравнении с другими нейроимплантами.

"Мы сконструировали и разработали около 20 различных нитей, средняя длина которых составляет 20 мм. На каждой нити расположено по 32 электрода, а сама система может включать до 3072 электродов на 96 нитях", – сообщается в Neuralink white paper.

Вживлять в человеческий мозг нити будет специальный робот-нейрохирург. Устройство, больше похожее на тринокулярный микроскоп с иглами, будет проникать в полость черепа через четыре небольших отверстия и вводить нити, избегая повреждения тканей и кровеносных сосудов. Всё это также уменьшит количество негативных последствий и воспалений, связанных с операцией.

Ещё одной разработкой от Neuralink стал специальный чип, который будет отвечать за оцифровку сигнала с нитей, очищать их от шума и передавать сигнал дальше, на внешний компьютер через USB-C.

"Кабель USB-C будет обеспечивать полную пропускную способность потоковой передачи данных от устройства, а также запись со всех каналов одновременно", – сообщает автор white paper.

В white paper сказано, что у Neuralink есть два прототипа чипов с разным диапазоном количества обрабатываемых сигналов. В докладе отмечают, что особенностью чипа остаётся возможность стимулирования клеток мозга, за счёт которых можно будет справляться с некоторыми нервными расстройствами, проблемами опорно-двигательного аппарата или даже депрессии.

Есть ли сложности?

Долгое время главной проблемой нейроинтерфейсов оставались импланты, размещённые в непосредственной близости от нейронов клеток, из-за чего пациенты были подвержены высокому риску отторжения внешнего устройства организмом.

Проникновение иглы в кровеносные сосуды на поверхности мозга часто вызвало воспалительные процессы, но в случае с Neuralink ситуация обстоит немного иначе. В компании попытались решить проблему, создав мягкие нити, которые должны были прийти на замену привычным иглам, но как раз из-за мягкости и гибкости их сложнее вживлять в мозг. Кроме того, в компании пока не могут дать ответа на вопрос о том, как долго нити могут оставаться внутри мозга, есть ли вероятность воспаления из-за их внедрения и в течение какого времени они смогут стабильно обрабатывать сигналы, получаемые от нейронов.

Алан Боул из Geek Wire уверен, что в случае с Neuralink, повреждение тканей мозга может стать одной из ключевых проблем, с которой столкнётся компания Илона Маска во время подачи заявки на клинические испытания в Министерство здравоохранения США.

Другой эксперт – Фрэнсис Крик, профессор Института биологических исследований Калифорнии указал на возможности, которые открываются перед пациентами благодаря гибким нитям, но также отметил, что Neuralink ещё нужно доказать, как можно изолировать нити, которые будет находиться в мозге достаточно долго, ведь солевой раствор внутри мозга разрушает многие виды пластика.

Какие у технологии перспективы?

Уже в начале следующего года в Neuralink намерены заручиться поддержкой Министерства здравоохранения США и нейробиологов Стэнфордского университета, вместе с которыми они смогут начать первые испытания на пациентах с параличом. Компания также планирует создать беспроводной имплантат, вживление которого будет такой же привычной процедурой, как лазерная коррекция зрения.

В видеоинтервью Илона Маска изданию Axios изобретатель отметил, что создал Neuralink для того, чтобы сделать искусственный интеллект доступным для всех. "Это будет своего рода переходник между электронами и нейронами. Всё, что нужно, так это чип и несколько проводов, которые будут имплантированы в череп. Грубо говоря, все смогут стать суперумными. Я думаю, что это можно сделать примерно в течение десяти лет. У нас уже есть аналогичное дополнение, которое сейчас выглядит как мобильный телефон, компьютер или часы. Все эти устройства – уже часть вас самих и вашего разума", – сказал он изданию.