Да четеш между невроните: Как един чип може да възстанови комуникацията
Paradromics разработва система, която декодира невронна активност в синтезирана реч – иновация с потенциал да възстанови комуникацията при пациенти с тежки увреждания
&format=webp)
Американският стартъп Paradromics – базиран в Остин, Тексас – прави решителна стъпка в развитието на интерфейсите между мозъка и компютъра (BCI).
Компанията обяви, че успешно е тествала своя имплант Connexus върху човек, като част от клинична процедура, проведена на 14 май в Университета на Мичиган. Това е първият път, в който устройството е използвано върху човешки мозък, след години изпитания върху животни.
Имплантът, по-малък на размер от монета от 10 цента, е временно поставен в темпоралния дял на мозъка – зоната, която отговаря за слуховата обработка и паметта.
Пациентът, който претърпява мозъчна операция заради епилепсия, доброволно се съгласява на краткия тест. Процедурата трае около 10 минути, като за поставянето и премахването на устройството хирургическият екип използва специално разработен инструмент, подобен на EpiPen.
„Това е уникална възможност – когато предстои премахване на мозъчна тъкан, допълнителният риск от краткотраен тест на имплант е минимален“, коментира Мат Енгъл, съосновател и изпълнителен директор на Paradromics пред WIRED.
Разработената от компанията технология цели да възстанови способността за реч и комуникация при хора, които страдат от парализа вследствие на инсулт, увреждане на гръбначния мозък или заболявания като ALS.
Connexus работи, като улавя електрическата активност на мозъка чрез 420 микроелектрода – тънки като косъм игли, които проникват директно в мозъчната тъкан и записват сигнали от отделни неврони.
Подобно на Neuralink на Илон Мъск, чийто имплант разполага с над 1000 електрода върху 64 гъвкави нишки, Paradromics залага на директен контакт с невроните за максимално качество на сигнала.
В сравнение, други компании като Precision Neuroscience и Synchron разработват по-неинвазивни устройства, които събират сигнали от повърхността на мозъка или от кръвоносните съдове – но така регистрират активности само от групи неврони, а не от индивидуални клетки.
„Колкото по-близо сме до отделните неврони, толкова по-детайлен е сигналът – а това е ключово за точното декодиране на речта“, казва Енгъл.
Важно уточнение е, че BCI технологиите не четат мисли.
Те декодират невронни сигнали, свързани с двигателното намерение – например движенията на лицето и устата при говор. Дори парализирани пациенти, които не могат физически да говорят, генерират отличими мозъчни сигнали при опит за изговаряне на думи. Именно тези сигнали се улавят и трансформират в синтезирана реч или текст.
Технологията има реален напредък. През 2023 г. учени от Станфорд и Калифорнийския университет в Сан Франциско показаха, че с помощта на BCI могат да се декодират до 78 думи в минута при пациенти с парализа – почти 60% от скоростта на нормална реч. Paradromics има амбиции да достигне подобни резултати и планира до края на годината да започне клинично проучване с дългосрочни импланти.
Процедурата в Мичиган е ръководена от неврохирурга д-р Мат Уилси, който подчертава значението на броя електроди за производителността на BCI системите. Повече електроди означават повече данни и по-прецизна интерпретация на сигналите. Компанията дори обмисля бъдещи тестове с до четири импланта, поставени едновременно в различни мозъчни региони, за още по-голям капацитет за запис и декодиране.
„Това беше генерална репетиция – да се уверим, че всичко функционира правилно в операционната среда, че имплантът работи, че може да бъде поставен и премахнат безопасно“, обяснява д-р Дженифър Колинджър, BCI изследовател в Университета в Питсбърг.
Utah array – технологията, използвана в BCI изследванията повече от две десетилетия – вече е морално остаряла. Тя има само 100 електрода, изисква външен конектор и може да уврежда тъканта с времето. Paradromics и останалите лидери в областта работят за по-дълготрайни, по-малко инвазивни и значително по-мощни решения.
Въпреки че пътят до пазара е дълъг и регулаторно сложен, Paradromics направи ключовата първа стъпка – и показа, че бъдещето на комуникацията може да започне със сигнал, уловен директно от ума.