Un implant cerebral care ar putea rivaliza cu Neuralink intră în studiile clinice

Paradromics, un dezvoltator de neurotehnologie, a anunțat că Administrația pentru Alimente și Medicamente din SUA (FDA) a aprobat primul studiu clinic pe termen lung al interfeței sale creier–computer (BCI), conform Nature.

La începutul anului viitor, compania, unul dintre cei mai apropiați rivali ai firmei de neurotehnologie a lui Elon Musk, Neuralink, va implanta dispozitivul în doi voluntari care și-au pierdut capacitatea de a vorbi din cauza unor boli sau leziuni neurologice. Studiul are două obiective: să demonstreze siguranța dispozitivului și să redea unei persoane capacitatea de a comunica prin vorbire în timp real.

„Suntem foarte entuziasmați să aducem acest nou hardware în teste clinice”, spune Matt Angle, directorul executiv al Paradromics, companie cu sediul în Austin, Texas.

BCI-ul Paradromics are o zonă activă de aproximativ 7,5 milimetri în diametru, alcătuită din electrozi subțiri, rigizi, din platină–iridiu, care pătrund în suprafața cortexului cerebral pentru a înregistra neuronii individuali la aproximativ 1,5 mm adâncime. Aceasta este apoi conectată printr-un cablu la o sursă de energie și la un transmițător fără fir implantat în pieptul unei persoane.

Inițial, celor doi voluntari li se va implanta câte o matrice de electrozi în zona cortexului motor care controlează buzele, limba și laringele, spune Angle. Activitatea neuronală va fi înregistrată în timp ce participanții își imaginează că rostesc propoziții care le sunt prezentate. În urma unor cercetări anterioare realizate de specialiști care colaborează acum cu Paradromics, sistemul învață ce modele de activitate neurală corespund fiecărui sunet intenționat al vorbirii.

Când participanții își imaginează vorbirea, aceste tipare neurale vor fi transformate în text afișat pe un ecran pentru a fi confirmat sau într-o voce sintetică în timp real, bazată pe înregistrări mai vechi ale propriilor voci.

Acesta este primul studiu clinic BCI care vizează în mod formal generarea de voce sintetică. „Probabil că cea mai mare îmbunătățire a calității vieții pe care o poți oferi în acest moment cu un BCI este comunicarea”, spune Angle.

Studiul va analiza și dacă sistemul poate detecta în mod fiabil activitatea asociată mișcărilor imaginare ale mâinilor, ceea ce ar permite controlul unui cursor pe computer. În funcție de rezultatele inițiale, studiul ar putea fi extins la zece voluntari, care ar primi câte două implanturi corticale pentru a crește bogăția semnalului și accesul la alte zone cerebrale, spune Angle.

„Sunt foarte curioasă. Este un pas incitant”, spune Mariska Vansteensel, cercetătoare în domeniul BCI la University Medical Center Utrecht din Olanda. „Pentru ca domeniul să avanseze spre aplicații clinice, un sistem complet implantabil este singura cale.”

Rivalitatea cu Neuralink

Paradromics este acum una dintre mai multe companii care testează un sistem BCI implantabil similar cu ceea ce intenționează să comercializeze în cadrul unui studiu pe termen lung. Mai multe alte companii speră să urmeze în curând același drum.

Cel mai avansat este Synchron, o companie BCI din New York, și dispozitivul său Stentrode. Încorporând 12–16 electrozi într-un dispozitiv bazat pe un stent endovascular, Stentrode înregistrează activitatea medie a unei populații de neuroni din interiorul unui vas de sânge. Primele teste au folosit un vas din cortexul motor, permițând utilizatorilor să selecteze opțiuni pe ecran imaginându-și că își mișcă piciorul.

Neuralink a acordat prioritate obținerii unor semnale de mare lățime de bandă prin înregistrarea activității neuronilor individuali. BCI-ul său este format din 64 de fire flexibile din polimer, fiecare având 16 puncte de înregistrare. În studiul inițial al companiei, a fost vizată zona cortexului motor responsabilă de mișcarea mâinii. Utilizatorii au controlat computere și mâini robotice doar prin gânduri, iar compania a raportat în mod regulat că poate transfera informații din creier către computer la viteze record.

Alte sisteme aflate în dezvoltare includ mai multe BCI-uri care plasează electrozi cu densitate mare pe suprafața creierului pentru a înregistra activitatea medie a populațiilor neuronale subiacente.

Pe măsură ce studiile pe termen lung progresează, clinicienii și neurocercetătorii vor urmări și compara dispozitivele. Vansteensel spune că speră ca firmele să fie pe deplin transparente și, în timp, să pună dispozitivele la dispoziția cercetătorilor pentru studii independente.

Accent pe siguranță

Pentru moment, Angle indică date preclinice generate de Paradromics prin implantarea BCI-ului în oi. Mai întâi, spune el, rata de transfer al informației din creier realizată este de aproximativ 20 de ori mai mare decât cele raportate de orice alt dispozitiv.

Angle mai spune că BCI-urile funcționează fără schimbări semnificative în calitatea semnalului după ce au fost implantate în oi timp de trei ani. „Dacă extrapolăm, am spune că dispozitivul ar trebui să dureze mai mult de zece ani”, spune el.

Companiile se concentrează, de asemenea, pe reducerea invazivității dispozitivelor și pe a le face cât mai reversibile și ușor de înlocuit. În studiul său, Paradromics „insistă simultan pe siguranță, durabilitate și rata de transfer a datelor”, spune Angle.

„Este general acceptat”, spune Vansteensel, „că stabilitatea și longevitatea semnalelor în astfel de implanturi sunt factori cruciali. Ceea ce au raportat despre datele obținute pe oi este foarte promițător”.

„Zece ani”, spune Angle, „aceasta este promisiunea pe care ar trebui să o facem atunci când implantăm ceva în creierul cuiva”.

Deși aproape sigur vor exista câștigători și pierzători în acest domeniu, Leigh Hochberg, neurolog la Massachusetts General Hospital din Boston, care a condus primul studiu clinic BCI pe oameni în 2004 (publicat în 2006), salută proliferarea studiilor asupra implanturilor BCI. „Ceea ce îmi doresc este să pot oferi viitorilor mei pacienți o paletă de opțiuni, cu tehnologii diferite care au beneficii variate și care pot fi plasate în sau pe creier în moduri diferite”, spune el.