Το εμφύτευμα ανιχνεύει τη νευρική δραστηριότητα σε επίπεδο ατομικών νευρώνων και αξιοποιεί την τεχνητή νοημοσύνη για να μετατρέψει τα εγκεφαλικά σήματα σε πρακτικές και αξιοποιήσιμες πληροφορίες.
Η νεοσύστατη εταιρεία νευροτεχνολογίας Paradromics, που ειδικεύεται στην ανάπτυξη διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή, ανακοίνωσε την επιτυχή τοποθέτηση και αφαίρεση του εγκεφαλικού της εμφυτεύματος σε ασθενή. Η ανάπτυξη του εμφυτεύματος με την ονομασία Connexus σηματοδοτεί ένα ακόμη εμπορικό βήμα σε έναν διαρκώς εντεινόμενο ανταγωνιστικό τομέα, όπου δραστηριοποιείται και η Neuralink του Ίλον Μασκ, με στόχο τη διασύνδεση του ανθρώπινου εγκεφάλου με υπολογιστικά συστήματα. Με το Connexus, η Paradromics φιλοδοξεί να αποκαταστήσει την ικανότητα ομιλίας και επικοινωνίας σε άτομα που έχουν υποστεί κάκωση νωτιαίου μυελού, εγκεφαλικό επεισόδιο ή πάσχουν από πλάγια μυατροφική σκλήρυνση (ALS).
Η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να μεταφράζει τα νευρικά σήματα σε συνθετική ομιλία, κείμενο και έλεγχο του δρομέα του υπολογιστή. Η Paradromics, η οποία ιδρύθηκε το 2015, δοκιμάζει το εμφύτευμά της σε πρόβατα τα τελευταία χρόνια. Αυτή είναι η πρώτη φορά που χρησιμοποιεί τη συσκευή σε άνθρωπο.
Η διαδικασία πραγματοποιήθηκε στις 14 Μαΐου στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και διεξήχθη σε άτομο που υποβλήθηκε σε χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο για τη θεραπεία της επιληψίας του. Με τη συναίνεση του ασθενούς, το εμφύτευμα Connexus τοποθετήθηκε προσωρινά στον κροταφικό του λοβό — περιοχή του εγκεφάλου υπεύθυνη για την επεξεργασία της ακοής και την αποθήκευση μνήμης. Η εμφύτευση έγινε με ένα ειδικό εργαλείο, που θυμίζει EpiPen, και αναπτύχθηκε από την Paradromics. Οι ερευνητές κατέγραψαν με επιτυχία ηλεκτρικά σήματα από τον εγκέφαλο του ασθενούς.
«Όταν ένας ασθενής υποβάλλεται σε σοβαρή νευροχειρουργική επέμβαση, έχουμε μια σπάνια ευκαιρία: να ανοίξουμε το κρανίο και να αφαιρέσουμε ένα τμήμα του εγκεφάλου. Σε αυτό το πλαίσιο, ο επιπλέον κίνδυνος μιας σύντομης δοκιμής ενός εγκεφαλικού εμφυτεύματος είναι εξαιρετικά χαμηλός», ανέφερε ο διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας, Ματ Άνγκλ.
Το εμφύτευμα της Paradromics είναι μικρότερο από ένα κέρμα και διαθέτει 420 μικροσκοπικές βελόνες, που τοποθετούνται στον εγκεφαλικό ιστό. Αυτές λειτουργούν ως ηλεκτρόδια, καταγράφοντας σήματα από μεμονωμένους νευρώνες. Παρόμοια είναι η τεχνολογία και της Neuralink, που χρησιμοποιεί πάνω από 1.000 ηλεκτρόδια σε 64 λεπτά, εύκαμπτα νήματα.
Άλλες εταιρείες, όπως η Precision Neuroscience και η Synchron, ακολουθούν λιγότερο επεμβατικές προσεγγίσεις: η μία τοποθετεί το εμφύτευμα στην επιφάνεια του εγκεφάλου, και η άλλη σε αιμοφόρο αγγείο, ώστε να ακουμπά τον εγκέφαλο εξωτερικά. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι καταγράφουν σήματα από ομάδες νευρώνων και όχι μεμονωμένους, κάτι που επηρεάζει την ακρίβεια.
«Η εγγύτητα στους μεμονωμένους νευρώνες προσφέρει την καλύτερη ποιότητα σήματος», εξηγεί ο Άνγκλ. Και αυτό είναι καθοριστικό για την αποκωδικοποίηση της ομιλίας.
Οι διεπαφές BCI δεν διαβάζουν τις σκέψεις, αλλά ερμηνεύουν τα νευρικά σήματα που σχετίζονται με την πρόθεση κίνησης. Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να αναγνωρίσει τα σήματα που παράγονται όταν κάποιος προσπαθεί να μιλήσει, ακόμη κι αν δεν μπορεί να κινήσει το στόμα του. Το σύστημα αποκωδικοποιεί αυτά τα σήματα σε λέξεις.
Το 2023, ερευνητές από το Στάνφορντ και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια κατάφεραν να αποκωδικοποιήσουν ομιλία σε άτομα με παράλυση με ταχύτητες 62 και 78 λέξεων ανά λεπτό — περίπου η μισή ταχύτητα της φυσιολογικής ομιλίας. Η Paradromics ελπίζει να πετύχει παρόμοια αποτελέσματα. Η εταιρεία σκοπεύει μέχρι το τέλος του έτους να ξεκινήσει κλινικές δοκιμές κατά τις οποίες, η συσκευή θα εμφυτευθεί μόνιμα στον εγκέφαλο ατόμων με παράλυση.
Για δύο δεκαετίες, το κυρίαρχο σύστημα BCI ήταν το Utah array: ένα εμφύτευμα με 100 αγκαθωτά ηλεκτρόδια που επέτρεπε σε ανθρώπους με παράλυση να κινούν ρομποτικά χέρια, να χειρίζονται δρομείς ή να παράγουν συνθετική φωνή. Ωστόσο, η συσκευή αυτή χρειάζεται μια εξωτερική βάση που τοποθετείται στο επάνω μέρος του κεφαλιού προκειμένου να επιτευχθεί σύνδεση με άλλες συσκευές. Επιπλέον, μπορεί να υποβαθμιστεί με την πάροδο του χρόνου, προκαλώντας ενδεχομένως βλάβες στον εγκεφαλικό ιστό.
Τώρα, εταιρείες όπως η Paradromics και η Neuralink προσπαθούν να ξεπεράσουν αυτά τα προβλήματα με πιο ανθεκτικά υλικά, διακριτικό σχεδιασμό και μεγαλύτερη ακρίβεια. Ο νευροχειρουργός Ματ Γουίλσεϊ που πραγματοποίησε την εμφύτευση, σημειώνει ότι περισσότερα ηλεκτρόδια σημαίνουν καλύτερη απόδοση και ευρύτερες δυνατότητες.
Η εταιρεία εξετάζει το ενδεχόμενο να τοποθετεί στο μέλλον μέχρι και τέσσερα Connexus εμφυτεύματα σε έναν εγκέφαλο, αυξάνοντας έτσι την ικανότητα καταγραφής. Πρώτα, όμως, πρέπει να αποδείξει ότι ένα μόνο εμφύτευμα είναι ασφαλές για μακροπρόθεσμη χρήση.
«Αυτή η δοκιμή ήταν κυρίως μια πρόβα: να δουν πώς γίνεται η εμφύτευση, αν η συσκευή καταγράφει σωστά και αν μπορεί να αφαιρεθεί χωρίς πρόβλημα», λέει η ερευνήτρια BCI, Τζένιφερ Κόλινγκερ. «Ήταν μια επιτυχημένη πρόβα τζενεράλε» καταλήγει.
ΠΗΓΗ: Wired
