Nowe wieści od Neuralink — streszczenie z komentarzem

30 August 2020
Brain drawing

Drodzy Czytelnicy i Czytelniczki, czy wyczekiwaliście nowych wiadomości od Neuralink o pracach nad interfejsami mózg-komputer? Skoro tu jesteście ze mną, to przypuszczam, że odpowiedzią jest tak! i wspólnie przyjrzymy się nowym osiągnięciom Neuralink.

W ubiegłym roku, po pierwszej większej prezentacji Elona Muska i Neuralink, przygotowałam dla Was króciutki artykuł na podstawie white paper opublikowanego przez Neuralink [1] i zwróciłam wówczas uwagę na neurotechnologiczne osiągnięcia, dzieląc się również swoimi komentarzami. Jeśli jesteś tutaj po raz pierwszy albo chcesz odświeżyć sobie o co tak właściwie tam chodzi w tych interfejsach Muska, to zapraszam Cię do lektury poprzedniego wpisu [KLIK] (w jęz. angielskim).

Brain drawing
Grafika autorstwa Pete Linforth z Pixabay. Źródło: [8]

Struktura wpisu jest następująca – zaczniemy od wyróżnienia szczególnych punktów wczorajszej prezentacji pt. Neuralink Progress Update, Summer 2020 [2], które opisałam i uzupełniłam o krótkie wyjaśnienia. Zakończymy podsumowaniem, moją krótką opinią i komentarzem odnoszącym się do prezentacji Neuralink. Zaczynajmy więc!

Highlights z prezentacji Neuralink

(Prezentacja jest dostępna w [2] i [3])

Eksperymentatorzy, fartuchy laboratoryjne, robotyczne ramiona, badania i testowanie, biosygnały. Krótkie, wprowadzające wideo pokazujące prace badawczo-rozwojowe nad Neuralink zaprasza nas do uczestnictwa w prezentacji Link V0.9 – małego urządzenia-implantu, z rosnącym potencjałem ku temu, by połączyć (ang. link, fajna gra słów;)) człowieka i technologię. Dosłownie.

Elon Musk zaczął swoje wystąpienie zaproszeniem do współpracy nad projektem i rozwoju urządzenia Link (Jeśli pracujesz w tym obszarze tech, możesz się zainteresować, zobacz [3]). Następnie, wyróżniono ideę stojącą za całym projektem. Ich cel – by rozwiązywać problemy neurologiczne – został następnie poparty przykładami zaburzeń pracy mózgu, w tym m.in. utraty pamięci, dysfunkcji wzroku, depresji, mechanicznego uszkodzenia mózgu czy udaru. Możesz zapytać – jak? Jak miałoby to rozwiązać którykolwiek z tych problemów? Długofalowym celem projektu jest rozwinięcie, jak powiedział Musk, urządzenia uogólnionego, które miałoby być pomocne w każdym z wymienionych zaburzeń.

Krótkie wyjaśnienie: zaburzenia pracy mózgu są przeważnie bardzo skomplikowane. Mogą angażować nie tylko lokalne, małe części kory mózgowej, ale również obszary odległe i struktury podkorowe, które współpracują i przesyłają do siebie sygnały elektryczne. Jeśli weźmiesz pod uwagę, że około 86 miliardów (!) neuronów jest w mózgu człowieka [4, 5], a połączeń między nimi jest jeszcze o kilka rzędów wielkości więcej, to wówczas zaczniesz pewnie postrzegać to zagadnienie jako prawdziwe obliczeniowe wyzwanie.

Następnie Musk odniósł się do współczesnego stanu badań, biorąc za przykład macierz Utah [6]. Jest to macierz zawierająca mikroelektrody (jak powiedziano podczas prezentacji – 100 kanałów / macierz), którą można położyć na powierzchni kory mózgowej i wówczas igiełki-elektrody znajdą się w korze mózgowej [6]. Następnie, takie elektrody mogą rejestrować aktywność komunikujących się komórek w których pobliżu się znajdują, które mają możliwość generacji potencjału czynnościowego. Jaka jest wobec tego przewaga Link V0.9, urządzenia przedstawionego przez Neuralink podczas prezentacji?

Od zeszłorocznej prezentacji z lipca 2019, przynajmniej jeden aspekt urządzenia uległ zmianie – poprzednio projekt zakładał, że urządzenie będzie elementem zewnętrznym, znajdującym się na powierzchni głowy. Obecnie, urządzenie zmodyfikowano do tego stopnia, że może ono zostać zaimplantowane w kości czaszki. Chip wielkości monety może zostać chirurgicznie osadzony w kości, dzięki czemu jest szansa, że nie będzie on po prostu widoczny.
Krótki opis techniczny Link V0.9: 1024 kanały (ważne: 10 razy więcej niż w macierzy, którą Musk użył jako przykład!); kilka dodatkowych czujników, np. czujnik temperatury; bezprzewodowy; bateria z możliwością indukcyjnego ładowania.

It’s sort of like if your phone went at your brain or something

E. Musk, prezentacja Neuralink 2020 [2] (8 m 18 s)

Następny temat: robot chirurgiczny. Ten robot jest faktycznie imponujący! Idea spodobała mi się już w ubiegłym roku i wciąż uważam, że robot chirurgiczny jest największym jak dotąd osiągnięciem tego projektu. Na pewno zmianie uległ wygląd urządzenia, ale podczas prezentacji nie zauważyłam, żeby mówiono o zmianie jego właściwości mechanicznych. O samym robocie możesz przeczytać w moim zeszłorocznym wpisie tutaj.

Bajka o trzech małych świnkach

Trzy świnie: Joyce – niemająca implantu; Gertrude – obecnie mająca implant; Dorothy – miała implant, już nie ma. Co to za historia? Świnki zostały przedstawione żeby zaprezentować ich dobrą kondycję, również gdy posiadają lub posiadały implant wcześniej.
(Ważne: Nie chciałabym wdawać się w dyskusję nad tematem związanym z prowadzeniem badań na zwierzętach. Podczas sesji Q&A przedstawiciele jednostki opiekującej się zwierzętami w Neuralink byli obecni i odpowiadali na pytania o kondycję zwierząt.)
Przedstawiono aktywność pracy mózgu Gertrude podczas chodzenia i obwąchiwania terenu. Mogliśmy wówczas zobaczyć, że liczba tzw. spike’ów (zarejestrowanych momentów aktywności neuronalnej) wzrastała kiedy świnia aktywnie przeszukiwała ryjkiem teren. W czasie rzeczywistym prezentowano rejestrowany sygnał. Wyglądało to bardzo ciekawie!

Dotychczas wystąpienie było skoncentrowane wobec procesu rejestracji sygnału. Jak myślicie, czy urządzenie które tylko rejestruje sygnał pozwoliłoby nam radzić sobie z którymkolwiek z wyżej wymienionych zaburzeń lub uszkodzeń mózgu? Odpowiedź: raczej nie. Wobec tego, obok procesu rejestracji sygnału potrzebna jest też stymulacja, która pozwala wpłynąć na tkankę nerwową i tym samym sprzyjać wywołaniu potrzebnej reakcji. Jak pewnie już dobrze przeczuwacie, w ostatniej części wystąpienia Elona Muska pojawił się właśnie temat stymulacji mózgu, podczas którego omawiania mogliśmy obejrzeć obrazy z mikroskopu przedstawiające odpowiedź neuronów na stymulację pochodzącą z zewnątrz, z elektrod.

Sesja Q&A

Wystąpienie długo nie trwało, a większą część spotkania zadedykowano serii pytań i odpowiedzi w której Elon Musk oraz liderzy zespołów w Neuralink mieli okazję podzielić się dodatkowymi wyjaśnieniami. Nie chciałabym przywoływać tutaj wszystkich pytań, jako że większość z nich miała w moim odczuciu podstawowy / techniczny / futurystyczny charakter. Niemniej, padło pytanie które najpewniej nie tylko mnie, ale również Was, nurtuje: jakie będą pierwsze zastosowania urządzenia? Jak myślicie?

Na pytanie natychmiast otrzymaliśmy odpowiedź! Pierwszym postawionym przez Neuralink celem jest pomoc pacjentom z paraplegią lub tetraplegią (są to porażenia kończyn spowodowane problemami neurologicznymi rdzenia kręgowego). Ambitnym celem Neuralink jest wymyślenie “pomostu”/”bajpasów”, pozwalających pacjentom odzyskać ich sprawność ruchową.

Krótki komentarz

Cóż, muszę przyznać, że zamierzałam przygotować jeszcze dłuższy wpis poprzez wzmianki o futurystyczno-transhumanistycznym charakterze, więc jeśli dotarliście tutaj – ogromne dzięki! A jeśli chcielibyście jeszcze poznać moje zdanie – * jeszcze * większe * dzięki!

Generalnie, jestem zachwycona ideą inwazyjnych interfejsów mózg-komputer i jej rozwojem, ponieważ jest to – obok interfejsów nieinzwazyjnych – również obiecująca technologia, m.in. zapewniająca bezpośredni kanał “zapisu i odczytu” w mózgu, mający dobre właściwości elektryczne i mechaniczne; mierząca w bardzo konkretną lokalizację, co może być istotne w zastosowaniach klinicznych. Niemniej jednak, badania są wciąż na wczesnym etapie, więc z bieżącego punktu do punktu w którym będziemy potrafili leczyć lub przynajmniej kontrolować zaburzenie pracy mózgu jest jeszcze wiele pracy do zrobienia.
Podczas prezentacji pojawiło się bardzo wiele jednostek chorób neurologicznych i zaburzeń psychicznych – powyżej podałam tylko kilka z nich. Zgodnie z moją dotychczas zdobytą wiedzą, większość z nich różni się etiologią, zaangażowanymi obszarami układu nerwowego czy właściwościami procesów biochemicznych (np. poziomem/udziałem/brakiem udziału neuroprzekaźników czy produktów uszkodzenia tkanki nerwowej). Każdy z tych problemów jest, czasem nawet od dziesięcioleci, dokładnie i intensywnie badany przez naukowców z całego świata. Wiele spośród zachodzących w mózgu mechanizmów jest wciąż nieznanych lub tajemniczych i w takich okolicznościach może być ciężko określić, które obszary i w jakich warunkach wymagają monitoringu lub stymulacji w celu przywrócenia lub utrzymania określonej funkcji mózgu lub sprawności zmysłów. Z tego też powodu nie jestem zadowolona z przyjętego luźnego sposobu prezentacji tych zagadnień, który wśród osób umiarkowanie zorientowanych w neuronauce może wywołać poczucie prostoty problemów i łatwości w implementacji rozwiązań. Okej, możecie powiedzieć, że to tylko forma popularnonaukowego wyjaśnienia, która nie powinna mnie martwić. Być może, niemniej nie jest to dla mnie argument pozwalający na uproszczenia.

Krótko podsumowując, z perspektywy neurotechnologicznej jestem zachwycona i trzymam kciuki za Link V0.9, a także kolejne wersje projektu. Natomiast obietnice dotyczące możliwości przesyłania muzyki bezpośrednio do mózgu [7] lub zapisywania i odtwarzania wspomnień [2 (46 m 50 s)] wciąż są bardzo odległym celem.

Źródła:

[1] Musk, E., Neuralink (2019) An Integrated Brain-Machine Interface Platform with Thousands of Channels. (white paper)
[2] https://www.youtube.com/watch?v=DVvmgjBL74w&feature=youtu.be (Dostęp: 29.08.2020)
[3] https://www.neuralink.com/ (Dostęp: 29.08.2020)
[4] Azevedo, F. A., Carvalho, L. R., Grinberg, L. T., Farfel, J. M., Ferretti, R. E., Leite, R. E., … & Herculano‐Houzel, S. (2009). Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled‐up primate brain. Journal of Comparative Neurology, 513(5), 532-541.
[5] Herculano-Houzel, S. (2009). The human brain in numbers: a linearly scaled-up primate brain. Frontiers in human neuroscience, 3, 31.
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Microelectrode_array#In_vivo_arrays (Dostęp: 29.08.2020)
[7] https://futurism.com/the-byte/elon-musk-neuralink-stream-music-brians (Dostęp: 29.08.2020)
[8] https://pixabay.com/illustrations/brain-blueprint-thinking-analysis-1845941/ (Dostęp: 29.08.2020)

You Might Also Like