NEURALINK

G. Tomljenović

Mozak kao računar-interfejs

Umesto snagom mišića - snagom misli!

Tridesetog januara 2024. godine svet je obišla vest da je američka biotehnološka kompanija Neuralink direktno u ljudski mozak, robotskom rukom, implantirala čip koji pacijentu obolelom od kvadriplegije treba da omogući da snagom misli komunicira sa kompjuterom i upravlja njegovim komandama. Američki bisnismen i inovator Ilon Mask, (su)osnivač Neuralink-a, tog dana je objavio na svojoj društvenoj platformi “X” da se neimenovani pacijent “dobro oporavlja nakon operacije”, kao i da implantat, koji je nazvao “Telepatija”,  “detektuje nervne signale”. “Zamislite da je Stiven Hoking mogao da komunicira brže od najbržeg daktilografa - e, pa to je naš cilj”, napisao je Mask. U sledećoj objavi, u februaru, Mask je dodao da se pacijent “naizgled potpuno oporavio”, i da je čak bio u stanju da uz pomoć misli manipuliše kursorom računara. Konačno, 20. marta, Neuralink je objavio devetominutni livestream (prenos uživo) koji pokazuje da primalac implantata, 29-godišnji Noland Arbo (Noland Arbaugh) koristi to pomagalo da igra digitalnu verziju šaha dok priča o svojim prvim iskustvima sa tehnologijom koja mu je promenila život.

„Bio je to osećaj kao da zaista pomeram kursor, zapravo sam samo zurio u ekran i on se pomerio gde god sam želeo, i to je bilo neverovatno iskustvo“, objasnio je Arbo. U jednoj kasnijoj živoj prezentaciji na sajtu kompanije Neuralink, Noland je priznao da je, prvom prilikom kad su mu istraživači dali potpunu kontrolu nad ugrađenim implantatom, celu noć igrao svoju omiljenu kompjutersku igricu: “Sad mogu bukvalno samo da ležim u krevetu i da igram do mile volje. Iskreno, u ovom trenutku mi je najveće ograničenje to što povremeno moram da sačekam da se napuni baterija”.  Implantat je Nolandu Arbou pomogao da počne da uči francuski i japanski jer, kada je reč o čitanju, ranijih ograničenja uglavnom više nema; on je naglasio i da, u postoperativnom toku, nema kognitivnih oštećenja koja bi se mogla smatrati komplikacijama procedure, kao i da je bolnicu mogao da napusti samo dan nakon dvočasovnog hirurškog zahvata.

“Regrutovanje” pacijenata

Arbo je, koliko je zasad poznato, jedina osoba uključena u kliničko testiranje dugo najavljivanog Neuralink-ovog moždanog implantata, nakon što je kompanija, u septembru prošle godine, dobila zeleno svetlo od Američke administracije za hranu i lekove, FDA (Food and Drug Administration) da započne svoju prvu kliničku studiju. Neuralink je odmah nastavio da regrutuje potencijalne primaoce ovog sofisticiranog uređaja, posredstvom svog sajta https://neuralink.com. Kompanija poziva ljude koji se najmanje godinu dana bezuspešno bore sa kvadriplegijom (ograničenom funkcijom sva četiri uda), izazvanom povredom kičmene moždine ili amiotrofičnom lateralnom sklerozom (ALS), da se prijave za “učešće u revolucionarnom kliničkom ispitivanju medicinskog uređaja za istraživanje njihovog prvog mozak - računar interfejsa”. “Ukoliko imate kvadriplegiju i zainteresovani ste da istražujete nove načine kontrole računara, ovde možete da uđete u kvalifikacije za studiju nazvanu PRIME, piše na sajtu Neuralink-a. Pred mogućim primaocima je još uslov da su stariji od 22 godine, da imaju stalno boravište u SAD (rezidenti), i da imaju doslednog i pouzdanog negovatelja.
Neuralink potom detaljno predstavlja svoju studiju, sam uređaj (čip), kao i proceduru njegove implantacije. Studija čiji akronim PRIME označava “Precizno robotski implantiran mozak - kompjuter interfejs” (Precise Robotically Implanted Brain-Computer Interface), prva je Neuralink-ova studija na ljudima koja ima za cilj da proceni bezbednost i početnu efikasnost implantata, kao i hirurškog robota i korisničke aplikacije koja pacijentima omogućava da upravljaju različitim spoljašnjim uređajima: kompjuterom, telefonom…  

KONKURENTI

Pored Neuralink-a, još dve privatne kompanije su u poodmaklim fazama razvoja BCI. Prva je “Sinhron” (Synchron), osnovana oko godinu dana pre Neuralink-a, u kojoj učestvuju investicioni fondovi (takođe dobro poznatih američkih milijardera) Bila Gejtsa i Džefa Bezosa. Implantat koji je dizajniran u kompaniji “Sinhron”, Stentrode, manje je invazivan i poput stenta se ubacuje u jugularnu venu. Druga takva kompanija je Precision Neuroscience, koju je 2021. osnovao suosnivač Neuralink-a Bendžamin Rapoport. U junu 2023, kompanija je pokrenula prvu kliničku studiju na ljudima, a u septembru je kupila fabriku za proizvodnju svog vodećeg proizvoda, Laier 7 Cortical Interface-a, za koji se u kompaniji nadaju da će u budućnosti pomoći pacijentima sa teškim neurodegenerativnim oboljenjima. U ovoj kompaniji imaju za cilj da svoj BCI implantiraju putem procedure koja je toliko precizna da pacijentu na mestu izvođenja zahvata neće morati ni da se obrije kosa. Neuralink je, s druge strane, razvio postupak u kome robot nalik šivaćoj mašini “ubacuje” čip u mozak. Druge inicijative za klinička ispitivanja BCI postoje na Univerzitetu u Pitsburgu (SAD), Nacionalnoj medicinskoj biblioteci SAD (BrainGate 2) i na Univerzitetu u Grenoblu. Ali, uprkos ovim inicijativama, broj učesnika uključenih u klinička ispitivanja je nedovoljan za izvođenje zaključaka o rezultatima studija širom globalne zajednice.

Neuralink-ov interfejs mozak-računar, ili BCI (Brain-Computer Interface), u potpunosti je implantabilan, kozmetički nevidljiv. Hermetički je zatvoren u okruglo, biokompatibilno kućište koje izdržava fiziološke uslove nekoliko puta teže od onih u ljudskom telu; napaja se malom baterijom koja se bežično puni spolja, preko kompaktnog, induktivnog punjača koji omogućava jednostavnu upotrebu sa bilo kog mesta. Nakon što se hirurški postavi, implantat snima i prenosi moždanu aktivnost, koju beleži uz pomoć 1024 elektrode raspoređene u 64 niti, od kojih je svaka fleksibilna i ultra tanka. Neuralink je, takođe, napravio i aplikaciju koja dekodira nameru (mozga) da izvede određeni pokret tela, iz moždanih signala koje zabeleži implant, omogućavajući pacijentu da računar kontroliše samo sopstvenim mislima.
Studija zahteva da se implantat postavi invazivnom hirurškom procedurom, ali s obzirom na to da su niti elektroda tako delikatne da ih ne može postaviti ljudska ruka, dizajniran je i hirurški robot koji može pouzdano i efikasno da ih ubaci tačno tamo gde treba, u odgovarajući region mozga. Glava robota sadrži optiku i senzore pet sistema kamera, kao i optiku za sistem optičke koherentne tomografije (OCT). Niti elektroda implantira robotska igla koja je tanja od vlasi ljudske kose.

Planirano je da PRIME studija traje oko šest godina, tokom kojih će tim stručnjaka redovno da kontroliše pacijente/primaoce i da prati njihov napredak, kako bi se osiguralo da Neuralink-ov BCI radi onako kako je predviđeno. U svakom pojedinačnom slučaju, studija podrazumeva kombinaciju devet poseta, što kućnih - što dolazaka pacijenta na kliniku, tokom približno 18 meseci. Od učesnika studije će se tražiti da učestvuju u BCI istraživačkim sesijama tokom kompletnog trajanja studije, uz minimalnu obavezu od dve jednosatne sesije nedeljno. Dugoročno praćenje rezultata će započeti odmah po završetku primarne 18-mesečne studije, i trajaće pet godina, sa ukupno 20 poseta.
Ima, međutim, i određenih kontraindikacija za učešće u ovom kliničkom istraživanju, te Neuralink sa žaljenjem napominje da ne može da prihvati pojedince koji već imaju neki aktivan implantiran uređaj (pejsmejker, duboki moždani stimulator, i slično), kao ni one koji primaju terapiju transkranijalnom magnetnom stimulacijom (TMS), u zdravstvenoj istoriji imaju zabeležene epileptične napade, ili tekuće zdravstveno stanje koje zahteva preglede magnetnom rezonancom.

Neuralink, ipak, jedinstven

Koncept povezivanja mozga sa spoljnim uređajima, Brain - Computer Interface, jeste inovativna, ali ne i nova tehnologija. Njen razvoj započinje kasnih 1960-ih, sa prvim istraživanjima načina za dekodiranje moždanih signala. Tokom 1970-ih i 1980-ih, napravljeni su veliki koraci u razvoju neinvazivnih BCI tehnika, kao što su: dijagnostička elektroencefalografija (EEG), magnetoencefalografija (MEG) i magnetna rezonanca (MRI). Uz nešto kasnije razvijenu poluinvazivnu elektrokortikografiju (ECoG), ove metode su omogućile merenje električne aktivnosti u mozgu bez potrebe za učešćem hirurgije, otvarajući mogućnosti za širi spektar primena u oblasti neurotehnologije. U okviru prvih istraživanja BCI, na Univerzitetu Kalifornija, u Los Anđelesu (UCLA), 1970-tih godina,  Žak Vidal je prvi koji je u naučnoj literaturi upotrebio izraza mozak-računar interfejs, u svom naučnom radu iz 1973. godine.  

Nova BCI, ili BMI (Brain - Machine Interface) tehnologija je tokom proteklih decenija bila usmerena na istraživanje, mapiranje, asistiranje, povećanje ili “popravku” ljudskih kognitivnih ili senzorno-motornih funkcija. Ona je već korišćena (vidi okvir) da se pomogne osobama sa invaliditetom da bez uključivanja perifernih nerava i mišića, koristeći kontrolne signale generisane elektroencefalografskom (EEG) aktivnošću, komuniciraju sa okolinom ili kontrolišu telesne proteze. Nakon niza godina eksperimentisanja na životinjama, prvi neuroprotetski uređaji implantirani ljudima pojavili su se sredinom 1990-ih, čime su istraživači demonstrirali da je moguća kontrola nad kompjuterskim kursorima, robotskim udovima i sintisajzerima govora; pritom, međutim, nije korišćeno više od 256 elektroda, to jest razvoj BMI je bio ograničen nemogućnošću snimanja signala velikog broja neurona. Neinvazivni BCI pristupi kroz lobanju mogu, naime, da snimaju na milione neurona, ali je taj signal često izobličen i nespecifičan; invazivno implantirane elektrode, s druge strane, mogu da snimaju korisne signale, ali su ograničene na aktivnosti ne više od hiljada neurona, i ne mogu da snimaju signale duboko u mozgu.
Uzimajući u obzir sva dosadašnja dostignuća u toj oblasti, koja su pokazala da je između mozga i mašina moguć prenos validnih informacija, ovo što danas čini kompanija Neuralink ne može se označiti kao revolucionarno. Ipak, stručnjaci smatraju da doprinos kliničkog istraživanja koje je započeo Neuralink jeste jedinstven: istaknuti izraelski (neuro)naučnik Ameri Amedi, sa tamošnjeg Reichman univerziteta, u intervjuju za vodeći izraelski finansijski dnevnik Calcalist kaže da revolucionarni pristup Neuralink-a postoji na dva nivoa. Prof. Amedi pre svega napominje da su sva ranija implantiranja elemenata BCI podrazumevala složene operacije koje su izvodili hirurzi, a da je Neuralink razvio inovativnu tehnologiju hirurškog robota koja omogućava da se ove operacije (do određenog obima) izvode automatski.

RIZICI MOŽDANIH IMPLANTATA

Implantiranje moždanih čipova nosi određene rizike. Pored tipično hirurških rizika kao što su krvarenja ili infekcije, ima i jedinstvenih. Na primer, stimulacija mozga koju podrazumeva BCI može da izazove i epileptiformnu aktivnost, to jest može da bude prekursor epilepsije ili epileptičnog napada. Procedura nosi i potencijalne dugoročne rizike pri obezbeđivanju da implantat nastavi da funkcioniše tokom vremena. „I onda kad pri implantiranju sve prođe dobro, mora se razmišljati o tome koliko su ta tehnologija i ti uređaji stabilni na duge staze“, kaže za američki Time prof. Ana Vanhostenberg, stručnjak na Katedri za aktivne implantabilne medicinske uređaje na Kings koledžu u Londonu, napominjući da je ljudsko telo veoma efikasno u zaštiti od invazivnih objekata, i da bi moglo da pokuša da odbaci implantat. Zbog visokih i uglavnom još nepoznatih rizika povezanih sa moždanim implantatima, proceduri će verovatno biti podvrgavani samo pacijenti sa najvećim koristima od lečenja, poput onih sa neizlečivim zdravstvenim stanjima. Osobe koje učestvuju u kliničkim ispitivanjima razumeju i preuzimaje te rizike, uvek sa očekivanjem koristi po njihovo sopstveno zdravlje, ali i sa svešću o koristi za buduće generacije ljudi sa istim zdravstvenim problemima“, kaže prof. Vanhostenberg.

Drugi nivo inovacije je, prema prof. Amediju, u vezi sa veštačkom inteligencijom, i rešava problem implantiranja koji se odnosi na to da treba osigurati da čip precizno injektuje elektricitet u željeni deo mozga. Za to je, inače, potrebno da se zna neuronski kod, kako bi se elektricitet “uputio” na pravo mesto u mozgu, tako da pomeri ruku, a ne (greškom) nogu, i da taj pokret ruke izvede na pravi način. Ova procedura je komplikovana, pa joj pomažu veštačka inteligencija i mašinsko učenje, uz pomoć kojih može da se detektuje koji je to specifičan električni obrazac (u masama neurona) koji, na primer, ruku pomera u desno, odnosno u levo. Ta informacija se ubacuje u računar kako bi on “naučio” odgovarajuće obrasce, pa uz to i najbolje načine da stimuliše mozak. “Još smo na početku”, citira Calcalist prof. Amedija, “ali lepota ove metode je u tome da ne morate u potpunosti da razumete neuronski kod, već samo da uočite razliku između obrazaca. Takođe, njome je teorijski moguće napraviti povezanost između različitih misli i različitih aktivnosti. Snagom misli je moguće povezati se (interfejs) sa bilo čim, i upravo zato su u Neuralink-u ovom čipu dali ime Telepatija”.

Nadvladavanje AI?

Odmah po osnivanju Neuralink-a, marta 2017. godine, Ilon Mask je, predstavljajući kompaniju, objasnio da njeni stručnjaci žele da razviju alat koji će povezati milione nervnih ćelija u mozgu, sa elektrodama i sa komunikacionom mrežom u Oblaku (Cloud), s ciljem da se kognitivne sposobnosti čoveka povećaju tako da se održi ljudska superiornost nad kompjuterima. Uz pomoć tih veza ljudi bi mogli da komuniciraju samo snagom svojih misli i kada nisu u istoj prostoriji, što je Mask tada nazvao „grupnom telepatijom“.
“Današnji razvoj u kompaniji i aktuelna klinička studija rezultat su izuzetno uspešnog rada Neuralink-a, u bliskoj saradnji sa FDA, i predstavlja važan prvi korak koji će našoj tehnologiji jednog dana omogućiti da pomogne mnogim ljudima“, napisali su čelnici kompanije u jednoj nedavnoj objavi na mreži “X”.  Mediji su nakon toga prokomentarisali da dosad nijedna kompanija koja se bavi razvojem BCI nije uspela da dobije odobrenja FDA za razvoj takvog uređaja za komercijalnu upotrebu; s FDA dozvolom za istraživanje na ljudskim pacijentima, Neuralink je korak bliže tržištu. Tim povodom Neuralink i Ilon Mask ponovo govore o svojim ciljevima, od kojih se neki odnose na blisku budućnost dok drugi predstavljaju dugoročne ambicije.

Trenutni prioritet Neuralink-a je lečenje pacijenata sa neurološkim stanjima kao što su paraliza i slepilo. U prvom ispitivanju na ljudima, namera je da se pomogne pacijentima sa paralizovanim udovima, da kontrolišu uređaje poput kompjuterskog miša ili tastature - samo uz pomoć svojih misli. “Naša misija je da napravimo jedan opšti moždani interfejs za vraćanje autonomije svim onim pacijentima koji tu potrebu imaju danas, ali i za uvećanje ljudskih potencijala u budućnosti. Da bismo obnovili nezavisnost i poboljšali živote ljudi, izgradili smo BCI koji omogućava brzu i pouzdanu kontrolu nad računarom, i koji je pre svega jednostavan za korišćenje”, piše na sajtu kompanije. “Mozak-računar interfejsi imaju potencijal da menjaju živote ljudi nabolje, i mi tu tehnologiju želimo da prenesemo iz laboratorije u domove ljudi. Trenutno smo fokusirani na osobe sa kvadriplegijom, ali se nadamo da ćemo u budućnosti moći da pomognemo i u u poboljšanju pamćenja i kognitivnih sposobnosti korisnika, u obnavljanju izgubljenih motoričkih, senzornih i vizuelnih funkcija, kao i u lečenju različitih neuroloških poremećaja”.
Ali, ambicije Ilona Maska nisu ograničene samo na lečenje medicinskih stanja. Slično kao i u svojim kompanijama SpaceX (za istraživanje svemira) i Tesla (u automobilskoj industriji), Mask želi da probija tehnološke granice. Posredstvom Neuralink-a, cilj mu je da pomogne čoveku da ostvari „simbiozu“ sa veštačkom inteligencijom - AI (Artificial Intelligence) da ne bi „zaostajao“ za njom.  “Unapređenje sposobnosti ljudskog mozga moglo bi da pomogne čovečanstvu da izbegne sudbinu „kućne mačke“, nakon što je samo pitanje vremena kad će nas AI nadmašiti”, govorio je Mask još 2017. godine. “Dugoročno, nadajmo se da će Neuralink imati svoju ulogu u smanjenju civilizacijskog rizika od pretnji AI, tako što će “poboljšati” propusnu moć prenosa podataka između čoveka i veštačke inteligencije (i čoveka i čoveka) za nekoliko redova veličina“, napisao je Mask prošle godine na mreži “X”.

 Strahovanja i etička pitanja

Istraživanje moždanih implantata za javnost je veoma uzbudljiva tema, ali i tema koja izaziva mnoge nedoumice i bojazni, i pokreće brojna pitanja, uključujući i pitanje: da li (i gde) čovečanstvo treba da stavi znak stop u integraciji ljudskog mozga i tehnologije? U atmosferi sve žešće utakmice među neurotehnološkim kompanijama i sve većih pritisaka da se futuristički BCI uređaji što pre prihvate, ljudi poput Tristana Harisa, osnivača Centra za humanu tehnologiju (koji je svojevremeno bio zaposlen u Google-u), pozivaju inovatore da prvo analiziraju našu sadašnjost, uključujući štetne efekte koju zavisnost od mobilnih telefona može da ima po čoveka. Mediji citiraju Harisa koji ističe da “ono što nas je dovelo u situaciju da naša pažnja na bilo kom ekranu računara nije duža od 40 sekundi, nije bila naša želja da skratimo pažnju već želja da sebi dajemo supermoći, pritom nedovoljno poznajući sebe”.
I prof. Amir Amedi priznaje da postoje otvorena etička pitanja na ovu temu, ali istovremeno predviđa i ogromne mogućnosti BCI, te poziva na uravnoteženo istraživanje alternativnih, neinvazivnih pristupa razumevanju i uticanju na stanja mozga. Amedi ukazuje na teorijski gotovo beskonačne potencijale nove tehnologije, pa i na mogućnost njenog uticaja na raspoloženje i depresivne poremećaje; on svedoči da su, pri korišćenju sličnih alata električne stimulacije kod pacijenata sa depresijom, postojali vrlo različiti izveštaji o promenama u doživljavanju sopstvene ličnosti. Šta takva tehnologija, kad je dovoljno napredna i testirana, može da uradi našem identitetu, pita se Amedi?

Izraelski neuronaučnik objašnjava, naime, da je deo frontalnog korteksa mozga određena oblast u kojoj kod depresivnih osoba postoji neravnoteža između desne i leve strane. Ukoliko se u tu oblast umetne čip, osoba može da se stimuliše na optimalan način, što svedoči o potencijalu da se utiče na ljudsko raspoloženje: želim da budem tužan kako bih bio umetnički kreativniji, a znam da već za sat vremena mogu da se osećam srećno... Potencijal je veliki, ali istovremeno iskrsavaju i teška etička pitanja: šta se dešava ako nisam depresivan, već samo želim moć da utičem na svoje raspoloženje.
Da li to opravdava upotrebu invazivne hirurgije radi ubacivanja čipa u mozak? Šta se dešava ako želim da smršam 20 kg, a to mi ne polazi za rukom? Vrlo dobro je poznato područje mozga koje je odgovorno za osećaj sitosti i gladi, te je teorijski moguće da se mašinskim učenjem nauči električni obrazac i umetne čip koji će osigurati da ni posle sedam sati ne osećam glad?
Kombinacija veštačke inteligencije i čipa koji može da stimuliše mozak otvara gotovo beskrajne mogućnosti, ali i velike opasnosti, upozorava Amedi. Treba zato imati u vidu da veliki deo potencijala lečenja mozga mogu da budu i neinvazivne terapije, što može da bude izazovniji zadatak, ali je to i bezbednije. Tehnologija koja čoveku omogućava da ubaci čip u mozak je fascinantna, ali naučnici, tehnolozi i preduzetnici treba da imaju na umu da postoji mnogo više načina pomoći i lečenja na siguran i brz način. Zato je veoma važno da se istražuje ljudski mozak, jer još je nedovoljno studija u toj oblasti, smatra Amedi.

G. Tomljenović

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"