Врачи смогли имплантировать человеку интерфейс мозг-компьютер

6 июля врач медицинского центра Mount Sinai West в Нью-Йорке вставил имплантат длиной 1,5 дюйма (3.5 см), состоящий из проводов и электродов, в кровеносный сосуд головного мозга пациента с боковым амиотрофическим склерозом (БАС).

Тестируемая технология может в конечном итоге позволить пациенту, потерявшему способность двигаться и говорить, просматривать веб-страницы и общаться по электронной почте и текстовым сообщениям силой мысли — устройство будет переводить его мысли в команды, отправляемые на компьютер.

Synchron — стартап, основанный в 2016 году и стоящий за этой технологией, уже имплантировал свои устройства четырем пациентам в Австралии, которые не испытали побочных эффектов и смогли выполнять такие задачи, как отправка сообщений WhatsApp и совершение онлайн-покупок.

Недавняя процедура была первой, которую компания провела в США, опередив конкурентов, включая Neuralink Corp Илона Маска.

Разработанное Synchron устройство, известное как стентрод, можно вводить в мозг, не прорезая череп человека и не повреждая его ткани. Врач делает надрез на шее пациента и вводит стентрод через катетер через яремную вену в кровеносный сосуд, расположенный в моторной коре головного мозга. Когда катетер удаляют, стентрод — цилиндрическая полая проволочная сетка — раскрывается и начинает срастаться с внешними краями сосуда. По словам проводившего операцию врача, процесс очень похож на имплантацию коронарного стента и занимает всего несколько минут.

Затем, во время второй процедуры, стентрод подключается через провод к вычислительному устройству, имплантированному в грудь пациента. Для этого хирург должен создать туннель для провода и карман для устройства под кожей пациента, как это делается для размещения кардиостимулятора. Стентрод считывает сигналы, когда нейроны активируются в мозгу, а вычислительное устройство усиливает эти сигналы и отправляет их на компьютер или смартфон через Bluetooth.

Хотя это может вызвать у некоторых людей брезгливость, это гораздо менее инвазивно, чем нынешняя современная технология, известная как массив Юты, который требует, чтобы врачи просверливали череп, чтобы ввести жесткие иглы в мозг. Затем эти иглы прикрепляются к устройству размером с лайм, помещенному на макушку человека.

Массив в Юты позволил пациентам с тяжелыми формами инвалидности управлять роботизированными руками, чтобы принести им чашку воды. Но обычно они используют устройства только под наблюдением врачей в больнице, и мозг имеет тенденцию образовывать вокруг электродов рубцовую ткань, ухудшая сигналы на электродах с течением времени.

Neuralink работает над созданием намного меньшего по размеру и более мощного имплантата, который можно будет поместить в мозг с помощью упрощенной хирургической процедуры с помощью робота. Тем не менее это также потребует удаления части черепа пациента, и компания еще не получила одобрения на испытания на людях.

США придерживаются более осторожной политики в отношении этих типов процедур, чем Австралия, и Synchron потребовались годы работы, чтобы получить добро от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

Пациент из США с недавно введенным стентродом является первым в исследовании с участием шести человек и стоимостью $10 млн, финансируемом Национальным институтом здравоохранения. Он попросил об анонимности и отказался обсуждать операцию, чтобы не продвигать устройство Synchron до того, как он ознакомится с его плюсами и минусами.

Технология компании Synchron пока находится на ранних стадиях разработки, и испытания предназначены для того, чтобы выяснить, как человеческое тело реагирует на имплантат и насколько четкими являются сигналы от мозга.

Спрятанный в моторной коре, стентрод использует 16 электродов для мониторинга активности мозга и регистрации возбуждения нейронов, когда человек думает. Сила сигнала со временем улучшается по мере того, как устройство все глубже срастается с кровеносным сосудом и приближается к нейронам. Программное обеспечение используется для анализа закономерностей данных мозга и сопоставления их с целью, которую пытается достичь человек.

Ограниченная вычислительная мощность стентрода означает, что устройство не может переводить целые предложения. Скорее, пациент с имплантом выбирает буквы на экране одну за другой, а технология преобразует эти мысли «да или нет» в команды.

Тем не менее, врачи и исследователи считают, что технология Synchron может привести к значительному прогрессу в повседневной жизни людей с тяжелыми формами инвалидности. Проблема предыдущих версий интерфейсов мозг-компьютер заключалась в том, что они не предназначались для использования в домашних условиях. В отличие от людей с массивами Юты, австралийские пациенты Synchron используют устройства у себя дома.

Неинвазивный подход компании имеет некоторые недостатки. Поскольку стентрод помещается в кровеносный сосуд, его электроды находятся не так близко к нейронам, как имплантаты, разрабатываемые Neuralink, что делает его сигнал менее четким.

В ближайшие месяцы и годы Synchron планирует уменьшить размеры своих устройств, одновременно увеличивая их вычислительную мощность. В случае успеха компания сможет размещать многочисленные стентроды у каждого пациента в разных частях мозга, что позволит им выполнять больше функций.

Доктор Том Оксли, соучредитель и главный исполнительный директор Synchron, ожидает, что его технология поможет получить поток новых данных и знаний о том, как работает мозг, и может привести к прорывам в лечении ряда расстройств, включая проблемы с психическим здоровьем. «Я чувствую, что мы находимся в начале возрождения декодирования мозга», — говорит он.

Напомним, в начале июля СМИ сообщили, что нечто похожее сделали ученые из КНР, они также через вену ввели стент, выполняющий функции интерфейса мозг-компьютер, козе. Synchron является первой компанией, проводящей подобные эксперименты на людях.