2022-2032. Нерви розгулялися? Поставимо нейропротез
Сталося! Те, про що друге століття мріяли письменники-фантасти, уреальнилося! Від 23 грудня 2021 р. наш світ взагалі й людська цивілізація зокрема будуть іншими… Бо відтепер ми створені не лише із “пороху земного”.
Як повідомив нейротехнологічний стартап “Synchron Inc.” Нью-Йорк, австралійський пацієнт Філіп О’Кіф (Philip O’Keefe), котрий страждає на бічний (латеральний) аміотрофічний склероз (Amyotrophic Lateral sclerosis, ALS; БАС) і геть не здатен рухатися, став першою у світі людиною, яка відправила твіт за допомогою нейрокомп’ютерного інтерфейсу (Вrain-Сomputer Іnterfaces, BCI; укр. – НКІ) моделі “Stentrode™”. Ніяких тобі сенсорних екранів, клавіатури, мишки і технології голосової активації команд.
Користуючись лише силою думки, Філіп О’Кіф набрав і виставив текст:
- Привіт, світе! Короткий твіт. Величезний прогрес. (Hello, world! Short tweet. Monumental progress.)
Потім нейромандрівника запитали: як це йому вдалося? І містер О’Кіф пояснив:
- Мені не потрібно було тиснути клавіші клавіатури чи давати голосові команди. Я створив цей твіт, просто подумавши. #helloworldbci.
Як? 62-річний Філіп О’Кіф просто подумав про таке повідомлення – і завдяки інтегрованому в тіло пацієнта мініпристрою воно з’явилося в Twitter. Ясна річ, медійно мандрівник не був готовий до виходу у віртуальний світ, тому для першої власної публікації використав обліковий запис генерального директора компанії “Synchron” Томаса Окслі (Thomas Oxley).
Для початку – оглядова лекція від Томаса Окслі.
НЕЙРОКОМП’ЮТЕРНИЙ ІНТЕРФЕЙС, Я НЕ ЗНАЮ ТВІЙ ФЕЙС
Зважте, минуло лише якихось три роки відтоді, як у 2018-му англійський фізик-теоретик, космолог та астрофізик Стівен Хокінг (Stephen William Hawking; 1942-2018) зазирав у майбутнє, попереджаючи заклопотане хатніми справами людство:
- Комунікації майбутнього – це нейрокомп’ютерні інтерфейси. За допомогою інструментів нової технологічної революції ми поліпшимо життя людей.
Поки що в голові це не вкладається, а муляє одне просте запитання:
- Як таке стало можливим?
Доповідаю… Завдяки використанню нейрокомп’ютерної технології “brainOS™”, збудованої на революційній платформі додатків без використання рук.
Її керування здійснюється виключно мозком. Отже, безпосередньо через мислення “brainOS” транслює (перекладає) ментальну активність на стандартизовану цифрову мову і в такий спосіб керує девайсами, які відновлюють спілкування та функції спаралізованих людських кінцівок.
Діє технологія “brainOS” через бездротовий пристрій, імплантований у грудну клітку, забезпечуючи передачу нейронних даних високої роздільної здатності як один із компонентів digital-системи, запропонованої компанією “Synchron”.
* * *
А тепер – увага. Це не американська забаганка. Чи “підступи клятих янкі”, які православному люду голову морочать.
Проєкт “Нейрокомп’ютерна взаємодія “Горизонт 2020” (“Brain/Neural Computer Interaction “Horizon 2020”; або скорочено – BNCI “Horizon 2020”) є глобальною програмою Європейської комісії, через яку фінансуються дослідження та інноваційні розробки у галузі нейрокомп’ютерних інтерфейсів.
Від 2014 р. активно розгорнуті шість основних напрямків: терапія, заміна, посилення, доповнення, виправлення і дослідницькі інструменти.
Глобальний проєкт розрахований на реалізацію як у найближчій перспективі, так і в недалекому майбутньому. Передбачалося, що BNCI “Horizon 2020” сконцентрується на відкритих питаннях, як-то: допомога спаралізованим людям, створення нейрокомп’ютерних інтерфейсів, розробка першого покоління нейропротезів, соціальне використання окулярів доповненої реальності, нові форми реабілітації верхніх кінцівок після перенесених інсультів, декодування у реальному часі сигналів мозку в комп’ютерні команди та зворотний порядок дій. У проєкт закачано шалені кошти – за сім років (2014-2020) повний бюджет програми “Horizon 2020” склав €80 млрд.
МОЗОК РОЗБЛОКОВАНО. ЗАБУДЬТЕ?
Ось тепер, коли емоції в нашій історії трохи вляглися, – все по порядку.
Тобто, із макрорівня теми перейдемо на мінігоризонт.
Ще у 2015 р. у містера Філіпа О’Кіфа лікарі діагностували БАС, одну з важких форм мотонейронної хвороби. Здавалося, життя літньої людини закінчилося. Можливо, так і було б у ХІХ чи ХХ століттях, але не тепер, коли у світі виникають стартапи, зосереджені на створенні нейроінтерфейсів.
Про що йдеться? Якщо говорити загальними словами, свою місію компанія “Synchron” визначає доволі просто:
- Мозок розблоковано (The brain unlocked), а наша візія – за допомогою безпрецедентного доступу до даних мозку перетворити сучасну медицину на медицину майбутнього.
У розмові з кореспондентом сайту “Businesswire.com” генеральний директор компанії “Synchron” Томас Окслі викладає ситуацію так:
- Наш нейроімплант “Stentrode” допомагає пацієнтам тренувати мозок у бездротовому управлінні зовнішніми системами, особливо – коли відсутня можливість використати руки або голос. Нині “Stentrode” залишається єдиним робочим пристроєм, використання якого не потребує трепанації мозку. По завершенні циклу клінічних випробувань ми плануємо використання нейроімпланта у пацієнтів із важкими формами паралічу, БАС, інсульту, м’язової дистрофії, хвороби Паркінсона, епілепсії, депресії й навіть гіпертонії.
* * *
Із чим ми, зрештою, маємо справу? Невже з панацеєю від більшості невиліковних хвороб? Поки що не поспішаймо з висновками.
Почнемо з найпростіших речей, викладаючи деталі подій.
Отже, нейрокомп’ютерний інтерфейс (НКІ) – це цифровий пристрій завдовжки 40 мм, що через яремну вену транспортується безпосередньо в мозок. Такий імплант встановили Філіпу О’Кіфу в квітні 2020 р. після того, як через хворобу моторних нейронів – синонім БАС – його стан різко погіршився, а пацієнт остаточно втратив здатність рухатися. У пресрелізі на імплант “Stentrode” занотовані слова медичного першопрохідця у віртуальний світ новітніх комунікацій:
- Коли я вперше почув про таку технологію НКІ, я знав, який рівень незалежності вона мені зможе повернути.
Далі все нагадувало голлівудський футуристичний бойовик на кшталт “Згадати все” (“Total Recall”) режисера Пола Верховена з Арнольдом Шварценеггером у головній ролі. Пригадуєте?
- Людина визначається своїми вчинками, а не спогадами. Будь ласка… Візьміть мене за руки. А тепер відкрийте мені свій розум. Будь ласка. Відкрийте свій розум.
Крупний план. Через яремну вену в нижній частині шиї пацієнту ввели імплант, який хірургічно транспортували в іншу судину, розташовану в мозку.
Загальний план. Тобто процедура – мінімально інвазійна; це – по-перше… По-друге, процедура геть революційна. Адже йдеться про перший у світі нейропротез, оскільки імплант “Stentrode” є унікальною інтервенційною платформою, призначеною для розумової, свідомої нейромодуляції.
У підсумку світ отримав… справжнє диво!
За деякий час, завдяки розробці компанії “Synchron”, містер О’Кіф повернувся до спілкування з колегами та близькими. Щоправда, за допомогою… електронної пошти. Потім пацієнт навчився грати в комп’ютерні ігри, – скажімо, пасьянс.
Далі – більше, бо повернення до нормального людського життя меж не знає.
ДЕВАЙС ВІЙНИ ЧИ МИРУ – ОСЬ У ЧІМ ПИТАННЯ?
Минуло півтора роки спроб і помилок, навчань і тренувань, розпачу й надії.
Принаймні тепер точно відомо, що у світі є мінімум один homo sapiens цифрової доби, здатний керувати різними девайсами за допомогою мозкового імпланту силою власної думки.
Які тут виявилися підводні камені? Інвесторами неймовірного проєкту одразу стали: Мельбурнський університет (University Оf Melbourne) Австралії – це не може не тішити, а також компанія “Khosla Ventures” Менло-Парк, Каліфорнія, що не може не засмучувати.
Бо друга фірма зосереджена здебільшого на військових розробках американського Управління перспективних дослідницьких проєктів Міністерства оборони США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) та… Міністерства оборони США (U.S. Department Оf Defense, DoD). Для прикладу, 4 лютого 2022 р. Бюро біологічних технологій (BTO) DARPA спонсорувало інформаційно-пропагандистський захід “Проривні біологічні технології для національної безпеки” для університетських дослідників, потенційних виконавців та партнерів.
* * *
Нічого не вдієш, нейрокомп’ютерний інтерфейс швидко перетворився на одну з державних програм уряду Сполучених Штатів. Ще президент США Барак Обама публічно схвалив технологію “Stentrode” як таку, що “здатна змінити життя” (“technology that has the potential to transform lives”). Тому до проєкту негайно підключилися такі важковаговики ринку, як “Neuro Technology Investors, LLC” (а це одразу $300 млн 18 інвесторів!), очоливши перший раунд фінансування серії “А”, потім – фірма “METIS Innovative”. Тепер, зі штаб-квартирою в Силіконовій долині, Каліфорнія, сьогодні стартап “Synchron Inc.” має офіс у “Newlab” в Брукліні, Нью-Йорк, і науково-дослідні центри в Мельбурні, Австралія.
Що бачать у технології “Stentrode” науковці Мельбурнського університету, певен, ви без мене розумієте: медицина ХХІ століття, здоров’я людини тощо. А ось що бачать держслужбовці DARPA – державна таємниця за сімома печатками. Чи перетворить імплантований нейрокомп’ютерний інтерфейс рядового солдата на висококласного снайпера, оператора ударного дрона чи на комбата, зв’язаного через Хмару із 6-м флотом ВМФ США та ланкою тактичних всепогодних винищувачів “F-15C/D Eagle” 1-го тактичного винищувального авіакрила, дислокованого в Лейкенхіті, Велика Британія? Байден його знає.
Тим часом ринок “brainOS” бурхливо розвивається.
За даними аналітиків SaaS-компанії “PitchBook Data Inc.”, Сієтл, Вашингтон, що збирає дані, проводить дослідження та запроваджує технології, що охоплюють фінансові ринки, рахуючи венчурний капітал, приватний капітал та угоди M&A, – лише за перше півріччя 2021 р. стартапи, зосереджені на нейроінтерфейсах і нейропротезах, тобто нейроваскулярній біоелектроніці (neurovascular bioelectronics), зібрали інвестицій у розмірі $133 млн.
Іншими словами, це більше, аніж за весь 2020-й.
Далі що? Далі – агонь! Очікується, у 2030 р. глобальний ринок нейрокомп’ютерних девайсів сягне $5,46 млрд, тримаючи середній темп зростання 13,9% річних. За іншими джерелами, уже сьогодні ємність того сегменту складає мінімум $20 млрд.
Такі-то справи.
НАЩО ВЧИТИ МАВПУ ГРАТИ У НАСТОЛЬНИЙ ТЕНІС?
У наші буремні часи – часу люди не марнують. 27 серпня 2021 р. Управління із санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів США (Food Аnd Drug Administration, USFDA, FDA) дозволило тестування НКІ моделі “Stentrode” американськими пацієнтами. Попри це, діють за океаном, не поспішаючи: компанія “Synchron” отримала право на дослідницькі експерименти лише на групу із шести (!!!) хворих добровольців – “COMMAND”, аби з’ясувати “безпечність та ефективність імплантованих девайсів у пацієнтів із важким паралічем”.
Це дає фору розробникам із нью-йоркської “Synchron” у порівнянні з нейронним імплантом “Neuralink BCI” компанії “Neuralink”, Сан-Франціско, Каліфорнія. Останній пройшов успішні випробування на мавпах, навіть навчив мавпоподібних грати на моніторі у… настольний теніс, але поки не отримав схвалення FDA.
У “Neuralink” Ілона Маска сподіваються, що тестування на людях почнуться у 2022 р. Оголошено: розміри чіпа “N1” – 4х5 мм; девайс матиме 1024 електроди, що вчетверо потужніше, аніж у дротовій версії. А поки що – справджене диво: приблизно через шість тижнів після імплантації “N1” дев’ятирічна макака Пейджер (Pager), користуючись виключно розумом, грає в пінг-понг на ПК, навіть без джойстика.
На що лише святий банановий смузі та нейронний імплант “Neuralink BCI” здатні!
Знову про нашого сьогоднішнього героя… От і виявляється, що модель “Stentrode” – це поки що єдиний у світі нейронний імплант, що не вимагає відкритої операції на мозку. Тому – такий шалений інтерес саме до цього девайсу. Адже інші моделі НКІ: “Neuralink” або “BrainGate” американської компанії “CyberKinetics LLC” – наразі вимагають просвердлювання черепа або прямого проколу в мозок для подальшої імплантації пристрою.
* * *
Так триває ретельна, але рутинна науково-дослідницька робота. Нью-йоркський стартап “Synchron” у співпраці з науковцями Мельбурнського університету опублікували перші наукові статті у провідних профільних часописах, рахуючи “Nature Biotechnology”, “Nature Biomedical Engineering” та “Journal Оf Neurosurgery”. Тривають обміни думками, дискусії, обговорення на різних панелях.
Так би мовити, набирається інформація… Не лише у США, а наприкінці 2021-го року й в Австралії почалися клінічні випробування “Stentrode” на людях (дозвіл NCT03834857). “Щоб тестувати передачу даних від моторної кори головного мозку для управління девайсами”, чотирьом важко паралізованим пацієнтам зі складною формою бічного аміотрофічного склерозу ввели нейронні імпланти. На континенті кенгуру проєкт дістав назву “Комутатор” (“Switch”).
Як повідомляє провідний американський експертний часопис у галузі нейроінтервенційної хірургії “Journal Оf NeuroInterventional Surgery”, двоє важко паралізованих добровольців одразу змогли керувати комп'ютером та виконали поставлені завдання: надіслали текстові повідомлення на гаджети, а також електронні листи, здійснили банківські перекази та покупки через Інтернет. І все – виключно силою думки, але завдяки імпланту “Stentrode”.
* * *
У книжці “На початку” (“In Тhe Beginning”; 1981) американський письменник-фантаст Айзек Азімов (Isaac Asimov; 1920-1992) виступає як технологічний проповідник, грамотний популяризатор науки, котрий з наукової точки зору коментує біблійну картину створення світу, зокрема події, викладені в перших 11 розділах Біблії – у книзі Буття. Він мило так пише речі нечувані:
- Слово “людина” – переклад з єврейської слова “адам”. “Адам” – не власне ім'я, як думає більшість, але перетворилося на таке упродовж довгих років.
Ні, слова майстра під сумнів я ставити не збирався, але трохи й собі поколупався у джерелах, і з’ясувалося: – Саме так!... Слово “Адам” (אדם) у перекладі з івриту означає – людина. Але тепер ми, сукупність людей, які походять від нього, називаємося на івриті “Бней-Адам” – множина, а однина – “Бен-Адам”: буквально – син Адама. До всього ж, слово “земля” (не планета, ґрунт) на івриті – омофон, бо лунає теж, як “Адам” (אדמה). Ось звідки випливає, що людина названа так тому, бо створена вона із землі – “пороху земного” (Бутття, 2:7, 3:19).
Нині оце сиджу та метикую: якщо від 23 грудня 2021 р. людина частково створена із нейропротезів та використовує у побуті нейрокомп’ютерний інтерфейс, як її відтепер слід називати: homo digitalius?
Шкода, що Айзек Азімов тлумачень щодо цього не залишив.
Хоча в романі “Я, робот” (“I, Robot”; 1950) прозаїк передбачив, що роботів та Штучний інтелект у 2030-му році на Землі заборонять. Та всупереч такому похмурому прогнозу для ШI, схоже, все не так погано: замість заборони ми спостерігаємо, як великий світовий бізнес перекладає саме на нього дедалі більше завдань, і це, поза всяким сумнівом, триватиме у горизонті 10-20 років.
У ВИГЛЯДІ ОПТИМІСТИЧНОГО ФІНАЛУ ДЛЯ ЛЮДИНИ З ОРКЕСТРОМ ДЕВАЙСІВ
Як сьогодні ведеться 62-річному австралійцю Філіпу О’Кіфу та що він думає про революційний винахід?
- Сподіваюся, я прокладаю шлях важко спаралізованим створювати та викладати твіти силою думки. Далі кожен на власний розсуд розвиватиме той дар.
- Система дивовижна! Це як навчитися гасати на велосипеді – вимагає відповідної практики. Але коли ти щодня катаєшся, це стає природним. Наче дихати.
- Тепер я просто думаю, у яку програму на девайсі ввійти, яку клавішу натиснути, тому запросто користуюся е-мейлом, інтернет-банкінгом, здійснюю покупки у Мережі, а через Twitter надсилаю пости цілому світові.
* * *
І – останнє: якою була кінцева мета Філіпа О’Кіфа, який твітнув нам:
- Привіт, світе!
- Своїм посланням я прагнув поділитися з людством особистим досвідом відновлення незалежності, вдихнути надію в інших людей, які страждають від схожого захворювання та нерухомої безпомічності.
До речі, більшість видань пишуть виключно про твіт Філіпа О’Кіфа від 23.12.2021. Насправді, передріздвяна ситуація набагато яскравіша і колоритніша. Після першого поста австралієць опублікував протягом 30 хвилин ще сім повідомлень у соціальній мережі. Каже: зупинитися просто не міг, відповідаючи на різні запитання користувачів Twitter, які хотіли краще зрозуміти, що саме відбувається.
Є дані, що у припливі натхнення та мозкової активності навіть пацієнти, котрі страждають на бічний аміотрофічний склероз, користуючись НКІ моделі “Stentrode”, досягають точності клацань 92-93% і швидкості введення 14-20 літер на хвилину.
Розумієте, як це Філіпа О’Кіфа надихало?! Одним із запитань пролунало:
- Скільки часу вам знадобилося після того, як було імплантовано девайс, перш ніж ви ввели текст на комп’ютері?
- Чотири години.
Олександр Рудяченко
Використані джерела: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
