Elon Muski Neuralink sai konkurendi: nemad panevad ajju veel rohkem elektroode

Uut tüüpi ajuimplantaat sisaldab üle tuhande sensori ja need libistatakse aju pinnale läbi koljusse tehtud pisikese pilu. teadlased loodavad nii suure sensorite hulgaga saada mõtlevast ajust ülitäpse pildi, mis lubab luua masinaid, mis alluvad mõtte jõul juhtimisele. Foto: kaader videost / Precision

Aju-arvuti liideste arendaja Precision Neuroscience püstitas uue maailmarekordi valdkonnas, mis kõlab päris ebamugavalt: suurima arvu elektroodide paigaldamises elava inimese ajju. Nad suutsid edukalt siirdada neli elektroodivõret, millest igaüks sisaldab 1024 pisikest elektroodi, kahekordistades varasema rekordi - 2048. Firma selgitab selle tegevuse põhjenduseks, et nii saavutatakse ajalooliselt täpseim pilt inimese ajutegevusest, mis võib viia täiesti uute suurte avastuste ja leiutisteni.

Aju-arvuti liidesed (BCI-d) ühendavad kindlates ajupiirkondades ajutegevust registreerivad implantaatidega siirdatud elektroodid ja arvutisüsteemi, mis suudab neist signaalidest aru saada ja luua teatud väljundi. Juba on olemas BCI-sid, mis aitavad inimestel suhelda, juhtida robotjäsemeid ja võib-olla kõige tuntum lahendus on miljardärist tehnoloogiainvestorile Elon Muskile kuuluv Neuralink, kus üritatakse luua liidest mõtte jõul arvuti juhtimiseks.

Precision Neuroscience, mille asutajate hulgas on ka Neuralinki kaasasutaja Ben Rapoport, kes lahkus ettevõttest järgmisel aastal, on alates 2021. aastast arendanud oma lahendust nimega Layer 7 Cortical Interface eesmärgiga suurendada elektroodide tihedust. Paigaldades aju pinnale rohkem elektroode, mis genereerivad täpsemaid andmeid ilma aju kahjustamata, saab täpselt teada, kuidas meie mõtlemisorgan töötab ning kuidas saada sealt kätte juhtimiskäske või isegi mõtteid.

Kirurgiline täpsusus tõusis uuele tasemele

Tuhandete elekteroodide viimine ajju täpselt õigele kohale on ülipeen tegevuis, kus opereeritakse väga täpsete asukohtadega. Dr Joshua Bederson, kes juhtis rekordilise operatsiooni kulgu, selgitas pressiteates: «On lihtne mõista, millist mõju võiks kõrge resolutsiooniga ajukoore kaardistamine avaldada operatsioonisaalis. Seda võiks kasutada täpsemate ja tõhusamate protseduuride juhendamiseks, mis võiksid viia patsientide ravimise palju paremate tulemusteni.»

Bedersoni meeskond viis operatsiooni läbi Mount Sinai tervishoiukeskuses New Yorgis 2024. aasta aprillis, mis oli osaks suuremast kliinilisest uuringust Layer 7 Cortical Interface´i kohta. Iga elektroodivõre, mis ajju siirdati, on vaid 1,6 ruutsentimeetrit, mis tähendab, et pärast kõigi nelja siirdamist suutsid kirurgid aju pinnale viia muljetavaldavad 4096 elektroodi vaid veidi üle kaheksa ruutsentimeetri suurusele alale, nagu kirjutas CNBC.

Selline näeb välja ajuimplantaat, mille küljes asub 1024 elektroodi. Selline hulk andureid annab inimese ajust väga täpse pildi. Precisioni implantaat on lihtsalt sisestatav koljupilu kaudu ja hiljem saab elektroodid lihtsalt eemaldada. Foto: Precision

Operatsioon oli tegelikult plaanitud patsiendi healoomulise kasvaja eemaldamiseks, mis pakkus samas tema nõusolekul head võimalust testida seadet elaval inimesel. Elektroodivõrede paigaldamine oli «veidi ebamugav», nagu osalised kinnitasid, kuid pingutused tasusid end ära, sest ajust hakkas kasulikke andmeid tulema.

Minimaalselt invasiivne tehnoloogia

Ehkki elektroodide ajju siirdamine tundub jõhkra sekkumisena organismi, nimetab Precision oma lähenemist siiski minimaalselt invasiivseks. 

Layer 7 Cortical Interface on kavandatud tagasipöörduvalt kinnituma aju mis tahes osale lihtsa ja kiire kirurgilise protseduuri käigus. Kui elektroodivõred tuleb hiljem eemaldada, ei tohiks see põhjustada kudede kahjustusi. Nimelt sisestatakse võred kolju sisse tehtud pilu kaudu sobivasse kohta ja hiljem saab need samast pilust lihtsalt välja tõmmata.

Neuralinki N1 seade kasutab veidi teistsugust lähenemist, tuginedes 64 ülitäpsel juhtmel, mille küljes on kokku 1 024 elektroodi ja mis on ajukoe sisse paari millimeetri sügavusse «istutatud». See protsess põhjustas varsti pärast paigaldamist probleeme, kuna mitu juhet tulid lahti, muutes paljud ajju jäänud elektroodid kasutuskõlbmatuks.

Tulevik pakub tohutult võimalusi, kuid tõstatab eetilisi küsimusi

Precision ja Neuralink pole ainsad, kes ajju kiikavad. Selles valdkonnas tegutseb juba üsna palju ettevõtteid, teadlasi ja isegi valitsusasutusi, sest kogutavad andmed on täiesti unikaalsed ja nende kasutamine võib avada täiesti uued võimalused alates mõtete lugemisest kuni mõtte jõul tehnika juhtimise ja halvatud inimeste liikuma panemiseni.

Samal ajal alles hakkavad poliitikud ja seadusandjad tegelema BCI-de laialdasema kasutuselevõtu juriidiliste ja eetiliste küsimustega.

Praegu peetakse seda tehnoloogiat siiski veel eksperimentaalseks. 

Mida rekordiga saavutati?

Kommenteerides rekordilist saavutust, ütles Ben Rapoport: «See rekord on oluline samm uue ajastu suunas. Võime jäädvustada ajukoore teavet sellises mahus ja ulatuses võib aidata meil aju palju sügavamalt mõista.»

Precision on vaid kolmeaastane idufirma, mis arendab aju-arvuti liidest ehk BCI-d. BCI on süsteem, mis dekodeerib närvisignaale ja tõlgib need käsklusteks välistele tehnoloogiatele. Ajusignaale püüavad kinni pisikesed õhukese kilega elektroodid, mis on liigutatud ajukoore pinnale ja edastavad need töötlemisüksusele, mis asub kolju ja peanaha vahel. Signaalid liiguvad naha all olevate juhtmete kaudu rinnal asuvasse seadmesse, mis edastab andmed välismaailmale.

Teised ettevõtted, nagu Synchron ja Paradromics, on samuti välja töötanud BCI süsteeme, kuigi nende eesmärgid ja disainid on erinevad. Precisioni süsteemi esimene eesmärk on aga aidata raske halvatusega patsientidel taastada kõne- ja liikumisfunktsioonid.