Vilties implantavimas

Spragsėjimas, traškėjimas, pop. Klausausi, kaip smegenys kalba kalba, kuri atrodo nesuprantama, milijonų neuronų šaudymą, skambantį mano ausiai kaip trumpųjų bangų radijo bangas tarp stočių. Tada ateina savitas popsas. Vėl girdžiu: pop. Aš žiūriu vaizdo įrašą. Minėtos smegenys priklauso barzdotam vyrui, sėdinčiam kėdėje. Prieš trejus su puse metų peilio dūrio auka yra paralyžiuotas nuo kaklo žemyn. Kvėpuoti leidžiantis ventiliatorius gurgia. 25 metų Matthew Nagle'o, buvusios vidurinės mokyklos futbolo žvaigždės iš Veimuto, MA, dešinėje pusėje šalia karūnos yra apvalus titano pjedestalas, kyšantis pusę colio nuo galvos.

2001 m. liepos 4 d. Nagle įsitraukė į susirėmimą Wessagussett paplūdimyje Veimute. Prisimena tik tiek, kad ėmė skraidyti kumščiai ir buvo užpultas draugas. Kažkas kažką šaukė apie peilį, ir Naglė pajuodo. Vėliau tą vakarą, kai jo tėvas, policijos detektyvas, paskambino iš policijos, jam buvo pasakyta, kad sūnus greičiausiai mirs. 20 centimetrų ašmenys perpjovė jo kaklo stuburą, todėl jis buvo paralyžiuotas ir ant respiratoriaus. Nagle išgyveno, bet po ilgų nejudrumo ir nuobodulio metų jis sutiko dalyvauti klinikiniame tyrime, siekiant nustatyti, ar žmogus gali saugiai manipuliuoti kompiuterio žymekliu naudodamas smegenų ir kompiuterio sąsają (BCI).

Prie pjedestalo pritvirtintas, chirurginiu būdu implantuotas po Nagle kaukole, yra elektrodų masyvas ant lusto, besiribojančio su jo smegenų dalimi, kuri kontroliuoja motorinį aktyvumą. Lustas yra kūdikio aspirino dydžio: jo 100 mažų iki plaukelių plonų elektrodų fiksuoja smegenų perduodamus elektrinius signalus, o kiekvienas elektrodas fiksuoja signalus iš kelių netoliese esančių neuronų. Kaip parodyta vaizdo įraše, kurį žiūrėjau praėjusių metų pabaigoje, ant pjedestalo prisukamas kvadratinis pilkas kištukas; kištukas laidais prijungtas prie netoliese esančio kompiuterio. Kai Nagle neuronai užsidega, impulsus nuskaito ir iššifruoja programinė įranga, galinti interpretuoti neuronų rinkinių elektrinius smūgius. Kompiuteris nuskaito Nagle mintis – ar bent elektrodų užfiksuotus iššokimus – ir iššifruoja keletą paprastų komandų, pasakytų elektrine smegenų kalba.

Nagle sėdi priešais protezuotą ranką. Iš pradžių sukurta amputuotiems pacientams, kurie tai valdytų trūkčiodami raumenis savo rankų kelmuose, roboto galūnė buvo prijungta prie kompiuterio ir atsidarys ir užsidarys, kai Nagle įsivaizduos, kad atidaro ir uždaro savo kairę ranką. Nagle gali būti paralyžiuotas, tačiau jo smegenų neuronai, kontroliuojantys motorinę veiklą, yra gana sveiki.

Spragsėjimas, traškėjimas, pop.

Girdžiu, kaip technikas prašo Nagle įsivaizduoti, kaip naudojasi jo ranka. Jis daro. Tai suaktyvina atitinkamus jo motorinės žievės neuronus, sukurdamas elektrinį signalą, kurį priima implantuoti elektrodai ir iššifruoja kompiuteris – įvykių, dėl kurių dirbtinis nykštys ir smilius atsidaro ir užsidaro, serija.

Nagle ir kiti panašūs į jį padariniai, įstrigę netinkamai veikiančiuose kūnuose dėl traumų ar degeneracinių neurologinių ligų, yra nuostabūs. Nagle yra pirmasis žmogus, kuris protezavo ranką tik savo protu. Lankydamasis jo kambaryje pagalbos įstaigoje į pietus nuo Bostono, toliau stebėjau, kaip Nagle kompiuteryje valdo žymeklį, leidžiantį siųsti ir gauti el. laiškus, žaisti paprastus žaidimus ir valdyti televizorių. Apsuptas draugų ir šeimos nuotraukų bei tikros Bostono Red Sox šventovės ir jų 2004 m. pergalės Pasaulio serijoje, Nagle dirbo su technika Maryam Saleh, kai ji kalibravo kompiuterį prie jo smegenų. Sąranka yra didelė, maždaug skalbimo mašinos dydžio, su dviem monitoriais technikai ir vienu Nagle.

Kai pamačiau jį, Nagle buvo pavargęs ir šiek tiek suirzęs, jo valdymas žymekliu buvo elementarus. Jis bandė žymekliu pagauti mažo maišelio pinigų animaciją. Šiandien negaliu gauti, net arti, skundėsi jis.

Vėliau Salehas sukonstravo kompiuterį taip, kad Nagle galėtų keisti kanalus televizoriuje, o pastangomis Nagle sugebėjo perjungti kanalą. Žurnalisto buvimas tą dieną galėjo būti problemos dalis. Mokslininkas, daugiausia atsakingas už Nagle įrenginį, neuromokslininkas Johnas Donoghue iš Browno universiteto, patikino, kad jo pacientui praeityje sekėsi daug geriau. Nagle man papasakojo, kad dieną prieš mano apsilankymą jis sėkmingai manipuliavo pažangesniu rankų protezu su sąnariais, kurie leido atlikti žmogiškus judesius. Tai veikė tikrai gerai, sako Nagle. Galėčiau jį perkelti visur.

Džiugina tai, kad sistema taip gerai veikė, sako Leighas Hochbergas, Harvardo universiteto neurologas ir pacientų, turinčių sunkių motorikos sutrikimų, ekspertas. Hochbergas yra pagrindinis JAV maisto ir vaistų administracijos tyrimo, patvirtinto praėjusių metų balandį, tyrėjas, siekiant išbandyti implantus penkiems pacientams. (Kol kas Nagle yra vienintelis savanoris tyrime.)

Šiuo metu technologija yra labai grubi. Kompiuteris supranta tik nedidelę dalelę to, kas vyksta Nagle smegenyse, kur vienu metu gali suveikti milijardai neuronų, sąveikaudami trilijonais. Vis dėlto implantas yra reikšmingas žingsnis, neurologinis Rosetta akmuo sudėtingiausiame istorijoje iššifravimo projekte, kuris gali būti baigtas ne dešimtmečius, jei kada nors.

Pirmas Žingsnis
Nagle nėra pirmasis žmogus, kuris operuoja implantuotą BCI. Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje neurologas Philipas Kennedy, Atlantoje įsikūrusios neuroprotezavimo įmonės „Neural Signals“ įkūrėjas ir vadovas, implantavo elektrodus į pacientų smegenis. Tačiau Kennedy implantavo tik du stiklinius elektrodus, todėl buvo paimta mažiau nervinių signalų nei įmanoma naudojant Nagle masyvą. Kennedy tiriamieji kompiuterio ekrane galėjo perkelti tik žymeklį aukštyn ir žemyn. Donoghue tikisi, kad technologija taps daug funkcionalesnė. Be Browno neurologijos profesoriaus, Donoghue yra Foxborough (MA) Cyberkinetics Neurotechnology Systems, kuriai priklauso ši technologija ir vykdo bandymą, įkūrėjas ir vyriausiasis mokslinis pareigūnas. „Cyberkinetics“ tikisi per penkerius metus parduoti savo „Braingate Neural Interface System“ pacientams, sergantiems kvadriplegija ir kitomis sekinančiomis ligomis, įskaitant kai kurių tipų insultą ir amiotrofinę šoninę sklerozę (Lou Gehrig ligą), sako bendrovės prezidentas ir generalinis direktorius Timothy Surgenor. Surgenoras įsivaizduoja „Braingate“ versiją, kuri leistų pacientams vien minties galia valdyti invalido vežimėlius su dirbtinėmis rankomis, uždaryti žaliuzes saulėtoje patalpoje ir atlikti kitas panašias užduotis.

Idėja įkurti įmonę Donoghue kilo 2000 m. pokalbyje su postdoc Nicholas Hatsopoulos. Iš pradžių, sako Hatsopoulos, kuris dabar yra neuroanatomijos docentas Čikagos universitete, tyrimas buvo skirtas tik ištirti, kaip neuronai kontroliuoja beždžionių judesius. Tada vieną dieną laboratorijos koridoriuje Donoghue pasakė: „Kodėl mums neįkūrus įmonės ir nepateikus to žmonėms? Hatsopulas lengvai sutiko. Nuo pat įkūrimo 2001 m. gegužę „Cyberkinetics“ surinko daugiau nei 15 mln. USD ir išleido apie 10 mln. USD, o norint tęsti veiklą per ateinančius trejus ar penkerius metus, kol „Braingate“ bus patvirtintas ir bus parduotas, jai reikės dar 40–50 mln. USD. Įrenginys vis tiek turi būti supaprastintas ir belaidis, sako Surgenor, ir automatizuotas, kad Nagle ir kiti galėtų juo naudotis patys.

Mokslininkai, bendradarbiaujantys su Donoghue iš Brown and Cyberkinetics, yra tarp daugelio visame pasaulyje dirbančių naujos kartos nervinių protezų – tai yra, protezavimo prietaisų, kuriuos pagyvina vien žmogaus mintis, kūrimo. Donoghue sako, kad šis tyrimas vieną dieną gali leisti neįgaliesiems vaikščioti, o Nagle gali vėl naudotis savo rankomis, papildant pažeistą organinę nervų sistemą funkcine kibernetine sistema. Tokie teiginiai prieš kelerius metus atrodė išgalvoti, tačiau kiti mokslininkai mano, kad jie yra tikėtini. Labai didelė tikimybė, kad galime tai padaryti, sako Pitsburgo universiteto neurologas Andrew Schwartzas.

Tačiau tuo pat metu Schwartzas skeptiškai vertina tai, kad dabartinis Donoghue įrenginys veikia taip pat gerai, kaip reklamuojamas. Jie sako, kad judesiai yra neapdoroti. Neaišku, kokie geri yra žmogaus [neuronų signalų] įrašai; jie mums to dar nesakė. Schwartzas taip pat svarsto, ar žaidimai, elektroninių laiškų siuntimas ir televizoriaus įjungimas tikrai pagerins paciento gyvenimo kokybę, nebent pacientas bus uždarytas, t. y. toks visiškai paralyžiuotas, kad negali nei kalbėti, nei mirksėti. negali naudoti kompiuterio sąsajų, kurios yra aktyvuotos balsu ir akimis. Kad būtų naudinga, ji turės būti daug geresnė, padaryti daugiau dalykų, sako jis. Paties Schwartzo laboratorija sukūrė beždžionėms skirtą BCI, kuri trimatėje erdvėje judina ranką taip, kaip žmogui būdingu diapazonu ir vikrumu.

Neurologas Miguelis Nicolelis iš Duke universiteto, kitas BCI srities ekspertas, atmeta Nagle tyrimą kaip triuką. Jis sako, kad yra ir kitų protezavimo įrenginių ir sąsajų, kurios gali tai padaryti. Norėdami atlikti chirurginę intervenciją, turite padaryti ką nors gilesnio. Manau, kad jie praleido keletą žingsnių, kad tai būtų paruošta žmonėms. Pavyzdžiui, elektrodai gali užsikimšti organinėmis medžiagomis, sako jis. Iš tiesų, norint tinkamai veikti, Nagle implantas gali būti periodiškai keičiamas chirurginiu būdu. Nicolelis nerimauja dėl nesėkmių aikštėje, jei kas nors nepavyktų, pavyzdžiui, infekcija po operacijos. Nicolelis artimiausiu metu planuoja implantuoti savo jutiklius žmonėms, tačiau tik akademinių tyrimų tikslais. Jis kritiškai vertina „Cyberkinetics“ komercinius motyvus: baiminasi, kad įmonei labiau rūpi grynieji pinigai ir savo darbo reklama, o ne didžiausios naudos teikimas pacientams.

Kiti neurologai palaiko Donoghue. Manau, kad atėjo laikas tai padaryti žmonėms, sako Richardas Andersenas, Kalifornijos technologijos instituto neurologas, kuris taip pat ketina atlikti tyrimus su žmonėmis, naudodamas savo laboratorijoje sukurtus implantuotus elektrodų prietaisus. Neurologas Billas Heetderksas, kuris iki 2003 m. vadovavo Nacionalinio neurologinių sutrikimų ir insulto instituto nervų protezavimo programoms ir prižiūrėjo dotacijas Donoghue, Nicolelis ir kitiems pagrindiniams tyrėjams, pabrėžia, kad FDA patvirtino kiberkinetikos tyrimus kaip saugius ir perspektyvius. Jis sako, kad Donoghue eksperimentai atsakė į esminį klausimą, kuris negalėjo būti išspręstas atliekant tyrimą su gyvūnais: ar žmogaus motoriniai neuronai vis tiek užsidegs kaip sveiko žmogaus po ilgo galūnių paralyžiaus? Tai buvo svarbi priežastis atlikti šį eksperimentą su žmogumi, sako jis. Dabar žinome, kad ląstelės vis dar veikia.

Donoghue teigia, kad imamasi visų atsargumo priemonių siekiant apsaugoti pacientus, tačiau sutinka, kad Nagle nesugeba labai gerai vykdyti komandų. Jis sako, kad tai nėra taip, kaip darbingas žmogus valdo pelę. Jis teigia, kad net riboti gebėjimai yra geriau nei jokie keturkampiui.

Potencialiems „Braingate“ kritikams Nagle sako: „Leisk jiems nusileisti ir pažiūrėti“. Žvilgtelėjęs į savo kambarį ir nejudantį kūną, Nagle sako: „Tai mano gyvenimas“. Pasisiūliau tai padaryti.

Nagle sako, kad Braingate jam dabar yra ribota pagalba, nes jis gali jį naudoti tik tada, kai šalia yra technikas, ir kiekvieną kartą jį reikia kalibruoti iš naujo. Ei, aš noriu vėl vaikščioti arba galėčiau juo valdyti savo vežimėlį. Bet tai pirmas žingsnis. Paklaustas, ar jis mano, kad „Cyberkinetics“ galėjo skubėti į ankstyvus bandymus dėl savo komercinių ambicijų, Nagle sako, kad jam tai nerūpi. Manau, kad jiems to reikėjo, kad gautų finansavimą, ir, ačiū Dievui, jie gavo finansavimą. Jei jie gali [man padėti] padaryti šį vežimėlį ir parduoti [tą galimybę kitiems], aš esu už tai.

Skaitymo ketinimas
Donoghue darbas geriausiai suprantamas atsižvelgiant į mokslines pastangas interpretuoti ir veikti neuronų veiklą. Kai kurie mokslininkai, pavyzdžiui, Donoghue, nori implantuoti elektrodus, kad greičiau užfiksuotų daugiau neuronų duomenų; kiti nėra tikri, ar implantai reikalingi. Tačiau visi domisi suprasti, kaip smegenys gali dirbti su kompiuteriu, kad sukurtų praktines technologijas įvairiems tikslams.

Neuronų kalbos žodžius galima išgirsti elektriniuose neuronų šuoliais – nors kai kurie neurologai pasiūlė sukurti BCI, stebint platesnius, gilesnius smegenų veiklos laukus naudojant elektroencefalografiją, kuriai nereikėtų chirurginio elektrodų implantavimo. EEG jutikliai turėjo tam tikrą sėkmę, tačiau jie davė tik silpnus signalus, palyginti su implantais, fiksuojančiais neuronų šuolius.

Smailė yra elektros viršįtampio viršūnė, veikimo potencialas, atsirandantis, kai neuronas suaktyvinamas ir užsidega. Viename iš monitorių, rodančių Nagle smegenų veiklą, dešimtys veikimo potencialų žaidžia eilėmis visame ekrane, kai kompiuteris kaupia signalus iš Nagle implanto elektrodų, kurių kiekvienas registruoja dešimčių neuronų aktyvumą. Kai neuronas užsidega, linija monitoriuje pradeda kilti proporcingai elektros viršįtampiui, o tada, judant daugiau nei 100 kartų greičiau nei akies mirksėjimas, pasiekia aukščiausią tašką, o tai ir sukelia sprogimą. Kai neuronas suveikia, jo elektrinis signalas vėl nukrenta žemyn, o išėjimas arba lieka plokščias, arba vėl pradeda kilti.

Neuronai, kai jie yra aktyvūs, suveikia nuo 20 iki 200 kartų per sekundę. Spuogų laikas ir vieta smegenyse bei kelių spyglių sąveika tarp neuronų sukuria nuoseklius signalus, kurie paverčiami raumenų judesiais ir visais kitais smegenų išėjimais.

Suprasti, kaip neuronų grupės veikia motorinei veiklai, yra gana paprasta, sako Hatsopoulos, padėjęs parašyti Braingate algoritmus. Kai išmoksime skaityti daugiau neuronų vienu metu, tai galiausiai parodys, kaip veikia aukštesnės smegenų funkcijos, pvz., emocijos ir kiti elgesio bei mąstymo procesai.

Atlikdamas bandymus su žmonėmis, Donoghue aplenkė savo kolegas, nors kiti mokslininkai planuoja atlikti savo klinikinius neuroprotezų, valdomų implantuotais elektrodais, tyrimus. Atlantoje Kennedy kompanija gavo FDA leidimą išbandyti vieno ir dviejų elektrodų implantus sunkios negalios pacientams. Caltech Anderseno komanda pradėjo eksperimentuoti su žmonėmis, sergančiais epilepsija, naudodama smegenų implantus, chirurginiu būdu įterptus į prefrontalinę žievę (sritį, kuri padeda planuoti ir atlikti kūno judesius); implantai jaučia artėjantį priepuolį ir taiko mažus elektros smūgius, kad jį išjungtų. Nors Andersenas neturi komercinių planų dėl prietaiso, jis ketina išplėsti bandymus su žmonėmis atliekant klinikinius tyrimus.

Andersenas taip pat plečia savo darbą su beždžionėmis; jis implantavo jutiklius į geriau veikiančias beždžionės smegenų sritis ir iššifravo kai kuriuos elektrinius signalus, pagal kuriuos beždžionė planuoja veiksmus, ir kitus, kurie, atrodo, valdo jos motyvaciją atlikti konkretų žygdarbį. Mūsų požiūris skiriasi nuo Donoghue darbo, sako Andersenas. Mes skaitome ketinimus, o Donoghue įsilieja į motorinio veikimo smegenų dalį. Beždžionės, turinčios elektrodus bet kuriame smegenų regione, gali perkelti žymeklius ir įrenginius, sako Andersenas.

Duke's Nicolelis išrado sistemą, kuri leidžia beždžionei pajudinti protezuotą ranką aukštyn ir žemyn, kad galėtų užkąsti. Nicolelis taip pat susiejo savo beždžionės smegenis su internetu ir liepė beždžionei valdyti roboto ranką už 950 kilometrų. Jis išbandė žmones su giliais smegenų implantais, kad ištirtų, kaip jų neuronai šaudo, kai jie spaudžia kamuoliukus. Iki šiol jis užregistravo iki 50 ląstelių išvestį ir naudoja šiuos elektrinius duomenis kurdamas algoritmus žymekliui perkelti. Jis taip pat tiria, kaip smegenų neuronai prisitaiko prie robotų rankų ir mašinų naudojimo, nes neuronai nuolat keičiasi įgyjant naujos informacijos ir įgūdžių.

Tokio tipo eksperimentai sparčiai tobulina technologiją, suteikdami jai vis daugiau galimybių padėti pacientams. Pitsburgo universitete Schwartzas atliko eksperimentus, leidžiančius beždžionėms sklandžiau judinti dirbtinę ranką ir ranką. Šie prietaisai turi žmogaus rankos ir alkūnės judesio laipsnius, sako jis. Jo komanda nori išbandyti savo ranką ant žmonių. Schwartzas sako, kad turime penkerių metų horizontą, kad ranka gerai veiktų žmonėms.

Ping! Pong!
2004 m. birželio mėn. Brownas neurochirurgas Gerhardas Friehsas atliko Nagle implanto operaciją Rodo salos ligoninėje Providense. Friehsas yra ekspertas, implantuojantis neuro prietaisus, tokius kaip Activa smegenų stimuliatoriai Parkinsono liga sergantiems pacientams, kurie kontroliuoja su liga susijusį raumenų drebulį. Ant plastikinio modelio Friehsas parodė man vietą, kur išgręžė mažą skylutę Nagle kaukolėje, virš kairiosios rankos valdančios srities. Tada Friehsas implantą įkišo naudodamas pneumatinį įdėtuvą – prietaisą, kuris, jo teigimu, yra tarsi kabės pistoletas, kuris iššauna elektrodų masyvą į smegenis.

Nagle pirmą kartą buvo atlikta bendra anestezija, nors Friehsas sako, kad ateityje tai gali būti nereikalinga. Tada technikai naudojo Nagle smegenų magnetinio rezonanso tomografiją (MRT), kad tiksliai nustatytų jo anatomijai būdingą motorinės žievės sritį. Operacinėje Friehsas naudojo MRT duomenis, kad nukreiptų jį į tikslias koordinates Nagle smegenyse, o tada padidino greitaeigį grąžtą, kad pašalintų pusės dolerio dydžio kaukolės ratą. Friehsas įdėjo keturių x keturių milimetrų elektrodo lustą, laidus ir pjedestalą bei pakeitė kaukolės gabalą. Bendras veikimo laikas: apie keturias valandas.

Po šešių savaičių, kai Nagle žaizdos užgijo ir praėjo tiesioginė infekcijos grėsmė, mokslininkai pasiruošė išbandyti Braingate. Kiberkinetikos technikas Abrahamas Caplanas, kuris du ar tris kartus per savaitę skambina su Saleh, kad galėtų operuoti „Braingate“ pagalbos centre, kuriame gyvena Nagle, prisimena, kai 2004 m. rugpjūtį jie pirmą kartą prijungė Naglę. Šios inauguracijos vaizdo įraše Eksperimento metu Nagle'as sėdi savo kėdėje, o Salehas prašo įsivaizduoti, kaip juda ranka į kairę. Kompiuteris transliuoja signalų, kurie skrieja per jo ekraną, spragtelėjimus ir iššokimus, kai nuskaito smegenų pokalbius realiuoju laiku, kurį teisingai paverčia žymekliu, judančiu į kairę Nagle ekrane. Neblogai, žmogau, sako Naglė, neblogai.

Netrukus po to Nagle'as sugebėjo protu ekrane nubrėžti grubų apskritimą ir pradėjo žaisti tenisą ir išmoko perkelti žymeklį, kad spustelėtų komandas, kurios valdo televizorių, jį įjungdamas ir išjungdamas, keisdamas stotis ir reguliuoti garsumą. Tai tarsi važiavimas dviračiu, sako Donoghue. Iš pradžių jis kliba, per daug valdo, o paskui staiga važiuoja. Nagle gali kalbėti ir valdyti kompiuterį tuo pačiu metu, kaip sveikas žmogus gali dainuoti dainą ir vaikščioti. Tai svarbu, nes jam nereikia aktyviai galvoti, kaip judinti rankas į kairę ar dešinę, sako Donoghue. Jis tik galvoja apie žymeklio perkėlimą, ir jis juda.

Kad suprasčiau, ką Braingate'as reiškia Nagle, apsilankau pas Harvardo neurologą Leigh Hochberg. Hochbergas, Bostono Spauldingo reabilitacijos ligoninės konsultantas, dirba su pacientais, patyrusiais insultą ar sunkius nugaros smegenų pažeidimus. Jis parodo man pagalbinių technologijų grupės kambarį Spauldinge, kur keturkampiai ir kiti sunkią negalią turintys pacientai ateina valdyti kompiuterių ir kitų mašinų naudodami prietaisus, prijungtus prie akių vokų, lūpų ar liežuvių, kad ir ką jie dar galėtų pajudinti. Tiems, kurių raumenys nejuda, specialios kameros seka vyzdžio judesius, kuriuos pacientai išmoko valdyti, kad galėtų valdyti žymeklius. Kiti įkvepia ir iškvepia per šiaudelį, kad judintų vežimėlį.

Hochbergas yra vyriausiasis Cyberkinetics FDA tyrimo Spaulding tyrėjas; tai buvo antroji vieta, pasirinkta tyrimui po Sargento reabilitacijos centro Varvike, RI, Nagle teismo bazės. Hochbergas ir bendradarbis tyrėjas Joelis Steinas, Spauldingo insulto programos medicinos direktorius, pradėjo įdarbinti pacientus, kad užpildytų vietas, kurias leidžiama pagal FDA licenciją. Chirurgas taip pat nori atidaryti kitą klinikinių tyrimų vietą, galbūt Vidurio Vakaruose. Tai taps dar svarbiau, jei FDA patvirtins II fazės žmonių tyrimus, kuriuose dalyvautų iki kelių dešimčių pacientų.

Manau, kad artimiausiu metu mes neieškome vaistų nuo nugaros smegenų pažeidimo, sako Steinas, kuris vis dėlto tiki, kad ilgainiui Braingate bus naudinga pacientams, turintiems tam tikrų motorinių traumų. Nenorime perparduoti to savo pacientams, bet ateityje potencialas yra didelis.

Minties spalva
Browno universitete susipažinau su kompiuterių ekspertu Michaelu Blacku, garsiojo Xerox Palo Alto tyrimų centro Kalifornijoje absolventu. Blackas geriausiai žinomas kaip bandymas sukurti mašinas, kurios gali matyti, nors jis taip pat atliko smegenų ir kompiuterio sąsajų tyrimus. Black buvo greitai parduotas dėl galimų Braingate privalumų ir ėmėsi užduoties sukurti patobulintus algoritmus neuronų šuoliams iššifruoti. Teoriškai geresnis iššifravimas leistų tiksliau valdyti variklį. Jis man parodė keletą diagramų su spalvotais pikseliais, kurias sukūrė tam, kad įsivaizduotų, kas nutinka, kai suveikia neuronas. Kiekviena diagrama vaizduoja neurono veiklą įvairiais rankų judesiais. Diagrama yra mėlyna, kur neuronas yra neaktyvus ir nuspalvintas purpurine, oranžine spalva, o tada raudona, kur jis susijaudina ir greitai šokteli. (Pavyzdžiui, mėlynas laukas su ryškiai raudona dėmė viršutiniame dešiniajame kampe reiškia, kad šis neuronas tampa aktyvus, kai beždžionės ranka juda aukštyn ir dešinėn.) Šios tinkleliai nurodo Blackui neurono šaudymo modelius, kuriuos jis gali modeliuoti. pranešti kompiuteriui, kad įvyksta tam tikra minties komanda ir kad jis turėtų imtis atitinkamų veiksmų. Pasak jo, pagrindinis šių modelių kūrimo veiksnys yra nuostabus smegenų neuronų polinkis įsijungti gana nuosekliai – pakankamai nuoseklus, kad kompiuteris galėtų juos tiksliai interpretuoti.

Pastate, esančiame kitame Browno miestelyje, kalbėjausi su kitu Donoghue komandos nariu Arto Nurmikko, suomių elektros inžinieriumi ir fiziku, žinomu dėl savo atradimų lazerinės optikos ir puslaidininkių srityje. Jis ir Donoghue stengiasi supaprastinti „Braingate“ ir pakeisti titano pjedestalą bei didelę prototipo techninę įrangą daug mažesne vidine sistema, kuri prijungtų implantą prie plauko plonumo šviesolaidinio kabelio, kuris eitų po paciento oda. Šviesolaidinis kabelis tiektų signalus iš smegenų į širdies stimuliatoriaus dydžio procesorių, kuris būtų implantuojamas į krūtinę.

Technologijai sukurti prireiks šiek tiek laiko. Tačiau Nurmikko teigia, kad šioje naujos kartos sistemoje ryšys tarp smegenų ir mašinos būtų dvipusis, o jutiminė informacija iš roboto galūnės būtų perduodama atgal į smegenis, kaip ir sveiko žmogaus. Pavyzdžiui, kai pacientas pasiekia stiklinę vandens, toks nervinis grįžtamasis ryšys padėtų smegenims ir kompiuteriui apskaičiuoti pastangas, kurių reikia norint jį paimti.

Laukiam Pagalbos
Ar šie įrenginiai pagerins žmonių gyvenimą? Pats Nagle'as sako, kad Braingate, bent jau dabartine forma, jam padeda tik nežymiai. Jis sako, kad tai buvo padaryta siekiant išsiaiškinti, ar galėčiau mintimis perkelti žymeklį, ir aš tai padariau maždaug per tris minutes. Tačiau Nagle primygtinai pabrėžia, kad anksčiau jis nieko nedarė. Sėdėjau čia septynias dienas per savaitę neturėdamas ką veikti, todėl paklausiau: „Kodėl gi ne?

Remiantis FDA protokolu, tyrimas, kuriame dalyvauja Nagle, truks metus. Kitą birželį turėsiu nuspręsti, ar noriu tai išimti. Nesu tikras, ar tęsiu. Galbūt norėsiu palaukti, kol jie turės mažesnį ir lengviau naudojamą. Aš jo klausiu, ar jis mano, kad vėl vaikščios, o jis atsako, kad taip ir yra tikrai laukiu.

Kita Davido Ewingo Duncano knyga, Genetikas, kuris žaidė su mano DNR ir kitais gudruoliais iš biotechnologijų sienų , pasirodys gegužės mėnesį.

paslėpti