Το τσιπ εγκεφάλου ίσως δημιουργεί υπερβολικές ελπίδες
ΧΡΟΝΟΣ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ 12 '
Ένα κουβάρι καλώδια και δύο συσκευές –ίδιο μέγεθος με ένα κουτάκι αναψυκτικού– προεξέχουν από το κεφάλι του Austin Beggin, την ώρα που η ομάδα ερευνητών που μελετά τη λειτουργία των εμφυτευμάτων στον εγκέφαλό του πραγματοποιεί κάποια τεστ εμφυτευμάτων για την αποκατάσταση της κινητικότητας ανθρώπων που πάσχουν από παράλυση.
Παρά τον βαρύ εξοπλισμό, ο Beggin αισθάνεται πιο ελεύθερος. Έμεινε παράλυτος από τους ώμους και κάτω πριν από οχτώ χρόνια σε ατύχημα που είχε ενώ έκανε κατάδυση∙ η συσκευή συλλέγει την ηλεκτρική δραστηριότητα που παράγει ο εγκέφαλός του καθώς φαντάζεται να κινεί το χέρι του. Η συσκευή αναμεταδίδει αυτά τα κύματα στις περιχειρίδες που είναι τοποθετημένες στα κύρια νεύρα του χεριού. Και αυτές τον βοηθούν να εκτελέσει ενέργειες που δεν μπορούσε να κάνει από μόνος του μετά το ατύχημα, όπως το να φέρει ένα κουλούρι στο στόμα του.
“Είναι σαν την πρώτη φορά που μου δόθηκε η ευκαιρία ή το προνόμιο ή η ευλογία να μπορώ να ανοίξω την παλάμη μου όταν θέλω να την ανοίξω”, δήλωσε ο 30χρονος Beggin. “Μέρες που το καταφέρνω αυτό είναι πάντοτε σπουδαίες”.
Η ερευνητική μελέτη, που λαμβάνει χώρα στο Κέντρο Λειτουργικής Ηλεκτρικής Διέγερσης του Κλίβελαντ, αποτελεί μία από τις πλέον πρωτοποριακές έρευνες στον τομέα της διεπαφής εγκεφάλου και υπολογιστή, η οποία συνδέει τον εγκέφαλο με το χέρι προκειμένου να αποκατασταθεί η κίνηση.
Είναι ένας τομέας που ο Elon Musk επιθυμεί να εξελίξει, ανακοινώνοντας σε πρόσφατη παρουσίαση ότι τα εγκεφαλικά εμφυτεύματα της εταιρείας Neuralink κάποια μέρα θα συνδράμουν στο να αποκατασταθεί η όραση των τυφλών ή στο να επανέλθουν άνθρωποι όπως ο Beggin σε “πλήρη κινητικότητα”. Ο Musk τόνισε ακόμα ότι η συσκευή της Neuralink θα μπορούσε να αυξήσει την ταχύτητα λειτουργίας και την αποδοτικότητα των κινητών τηλεφώνων και άλλων μηχανημάτων.
Ωστόσο τόσο οι νευροεπιστήμονες όσο και ο Beggin θεωρούν ότι απέχουμε δεκαετίες από τις εντυπωσιακές αυτές εξελίξεις. Οι επιστήμονες που έχουν τη δικαιοδοσία να δοκιμάζουν τέτοιες συσκευές σε ανθρώπους στοχεύουν στην αποκατάσταση της φυσιολογικής λειτουργίας κατά την πληκτρολόγηση, την ομιλία και έναν περιορισμένο αριθμό κινήσεων. Οι ερευνητές προειδοποιούν ότι η επίτευξη του εγχειρήματος είναι πολύ πιο δύσκολη και επικίνδυνη από ό,τι νομίζουμε. Και επισημαίνουν πως οι στόχοι που έχει θέσει ο Musk ίσως αποδειχθούν ανέφικτοι – εάν θεωρούμε πως αξίζει τουλάχιστον να τους παλέψουμε.
“Είναι διασκεδαστικό να δημιουργείς σενάρια επιστημονικής φαντασίας για το πώς θα μπορούσε να είναι ο κόσμος στο μέλλον”, σημειώνει ο Paul Nuyujukian, καθηγητής βιομηχανικής και νευροχειρουργικής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, ο οποίος δουλεύει εδώ και χρόνια επάνω σε μια παρόμοια τεχνολογία. “Μα, αν λάβουμε υπόψη σε ποιο σημείο βρίσκεται σήμερα η επιστήμη, δεν είναι καθόλου ξεκάθαρο το πώς μπορούν να υλοποιηθούν αυτά τα σενάρια”.
Οι επιστήμονες που συμμετείχαν στην εκδήλωση της Neuralink στις 30 Νοεμβρίου 2022 και όσοι την παρακολούθησαν μέσω Διαδικτύου συμφώνησαν ότι ο μηχανισμός που παρουσίασε ο Musk αποτελούσε ένα ραφιναρισμένο μωσαϊκό των καλύτερων ιδεών σε έναν τομέα που αναπτύσσεται εδώ και δεκαετίες. Κατά κοινή ομολογία των ειδημόνων, εάν αντικατασταθεί το “κουτάκι αναψυκτικού” που προεξέχει από το κεφάλι, θα έχει επιτευχθεί σημαντική πρόοδος.
Η πρωτότυπη συσκευή της Neuralink θα έλυνε το πρόβλημα αυτό, αλλά μονάχα εφόσον ο ασθενής υποβαλλόταν σε ρομποτική χειρουργική επέμβαση, κατά την οποία θα του άνοιγαν στο κεφάλι μια οπή λίγο μεγαλύτερη από το κέρμα των 25 λεπτών. Έπειτα το ρομπότ θα έπλεκε 1.024 λεπτούς κόμπους ηλεκτροδίων στα φαιά κύτταρα του εγκεφάλου και θα τοποθετούσε τη συσκευή –που μοιάζει με δισκίο– στην οπή.
Ένα μοιραίο λάθος σε μια τόσο λεπτεπίλεπτη επέμβαση θα μπορούσε να ανακόψει την πρόοδο ετών, φοβούνται οι ερευνητές του κλάδου.
“Ο τρόπος που επικοινωνεί τις εξελίξεις η Neuralink δεν ακούγεται συχνά σαν να περιγράφει κάποιος ατζαμής τη δουλειά του;”, σχολιάζει ο Marcus Gerhardt, CEO της Blackrock Microsystems, εταιρείας που αναπτύσσει συστήματα διεπαφής μεταξύ εγκεφάλου και υπολογιστή, εν δυνάμει ανταγωνίστριας του Musk.
Ο Gerhardt σημειώνει ότι οι νευροχειρούργοι που συνεργάζονται με την εταιρεία του “πανικοβάλλονται καθημερινά στη σκέψη ότι μπορεί να συμβεί κάτι φρικτό στη δουλειά τους και να έχει αντίκτυπο σε ολόκληρο τον κλάδο”.
Ο Beggin συγκαταλέγεται στους περίπου 30 ανθρώπους σε όλο τον κόσμο που τους έχει εμφυτευθεί στον εγκέφαλο η συσκευή “Utah Array” για ερευνητικούς σκοπούς. Η συσκευή περιλαμβάνει ένα μικρό πλέγμα ηλεκτροδίων που “βυθίζονται” μόλις 2 χιλιοστά στον εγκέφαλο. Αυτό συνδέεται με μια εισδοχή που είναι τοποθετημένη στο κεφάλι και, μέσω καλωδίων, με έναν άλλον υπολογιστή.
Τον περισσότερο χρόνο του ο Beggin τον περνά δουλεύοντας με την ερευνητική ομάδα στο Κλίβελαντ. Στο πλαίσιο της συνεργασίας αυτής, παρακολουθεί ένα χέρι ή μια παλάμη να κινείται στην οθόνη ενός υπολογιστή και φαντάζεται πως και αυτός κάνει την ίδια κίνηση. Αυτό δίνει τη δυνατότητα στους ερευνητές να ανιχνεύσουν τα μοτίβα που πυροδοτούν τους νευρώνες στον εγκέφαλό του και προκαλούν την κάθε κίνηση. Τα σήματα αυτά μεταδίδονται σε ένα σύστημα που ελέγχει οκτώ νεύρα στο χέρι του Beggin προκειμένου να το κάνει να κινηθεί, εξηγεί ο A. Bolu Ajiboye, καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Case Western Reserve, η ομάδα του οποίου εργάζεται με ασθενείς όπως ο Beggin.
Η δουλειά είναι κοπιαστική, λέει ο Beggin, εντούτοις είναι υπέροχες οι ημέρες που καταφέρνει να κινήσει το χέρι του. Η συμμετοχή του στην έρευνα αυτή αποτελεί συνέχεια της δουλειάς που έγινε με προηγούμενο εθελοντή, ο οποίος υπέφερε από παράλυση στα άνω και κάτω άκρα και με τη βοήθεια της συσκευής κατάφερε να σηκώσει μια πιρουνιά πουρέ πατάτας.
Ο Beggin δεν παρακολούθησε την παρουσίαση της Neuralink. Είπε, όμως, ότι ενθουσιάστηκε με το ενδεχόμενο “της πλήρους κινητικότητας” για ανθρώπους που είναι παράλυτοι, όπως είπε ο Musk.
Είναι μια εξέλιξη που ο Beggin ελπίζει να επιτευχθεί έως την επόμενη γενιά. Η μητέρα του, Shelly Beggin, συμφωνεί. “Ως γονέας, μου αρέσει πολύ αυτό που άκουσα”, δήλωσε. “Μου δίνει την ελπίδα ότι ίσως μπορέσει να περπατήσει ο γιος μου”.
Προς το παρόν δηλώνει ικανοποιημένη που βλέπει, έπειτα από σκληρή προσπάθεια, τα χέρια του γιου της να κινούνται. Οι επιστήμονες που εργάζονται επάνω στις διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή αναφέρουν ότι είναι σημαντικό να μειώσουν τις προσδοκίες των ασθενών σε έναν τομέα που ναι μεν έχει σημειώσει εκπληκτική πρόοδο, εντούτοις αντιμετωπίζει τρομακτικές προκλήσεις.
Ακαδημαϊκές ομάδες στις ΗΠΑ εργάζονται πάνω σε έρευνες που αποσκοπούν στην αποκατάσταση της κινητικότητας ατόμων με αναπηρίες ή εκφυλιστικές ασθένειες. Οι επιστήμονες προσπαθούν να χαρτογραφήσουν το οπτικό κέντρο του εγκεφάλου, ώστε να προβάλλονται σημεία φωτός στον “οφθαλμό του νου” που θα βοηθούν τους τυφλούς να βλέπουν σχήματα και γράμματα. Άλλες ομάδες προσπαθούν να “μεταφράσουν” την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου σε ομιλία, έλεγχο του κέρσορα, γραφή και πληκτρολόγηση.
Αρκετές εταιρείες, συμπεριλαμβανομένης της Neuralink, εργάζονται πάνω σε εμφυτεύσιμες συσκευές. Η Paradromics, μια startup με έδρα το Όστιν του Τέξας, αναπτύσσει μια συσκευή που θα τοποθετείται μέσα στο κρανίο. Η Synchron, στη Νέα Υόρκη, ακολουθεί διαφορετική προσέγγιση, πραγματοποιώντας μια τομή στο στήθος του ασθενούς και τοποθετώντας μια συσκευή σε σχήμα σωλήνα σε μια αρτηρία κοντά στον εγκέφαλο. Έτσι αποφεύγονται οι κίνδυνοι που ελλοχεύουν από μια χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο, όμως το σήμα που λαμβάνει από τον εγκέφαλο είναι κατά πολύ ασθενέστερο.
Παρά το γεγονός ότι ερευνητές του κλάδου δηλώνουν αισιόδοξοι, οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η τεχνολογία αυτή ελάχιστα θα βοηθήσει τον μέσο άνθρωπο, διότι μόλις που πλησιάζει την ταχύτητα και την ακρίβεια ελέγχου των κινήσεων ενός σώματος με πλήρη λειτουργικότητα.
Αυτό –από ό,τι φαίνεται– πρόκειται να αλλάξει, σημείωσε ο Ajiboye και έκανε τη σύγκριση με τη βιομηχανία των ηλεκτρονικών υπολογιστών το 1980, που βρισκόταν στο κατώφλι της επανάστασης.
“Πιστεύω ακράδαντα ότι είμαστε προ των πυλών για να κατανοήσουμε τους μηχανισμούς λειτουργίας του εγκεφάλου”, τόνισε.
Στην παρουσίαση της Neuralink παίχτηκε ένα βίντεο που έδειχνε έναν πίθηκο, τον Pager, να μετακινεί τον κέρσορα σε μια οθόνη υπολογιστή με τη βοήθεια του εγκεφαλικού εμφυτεύματος που φέρει. Η ομάδα του Musk παρουσίασε στο κοινό την εσωτερική λειτουργία της συσκευής – ορισμένοι από τους νευροεπιστήμονες που παρακολούθησαν την εκδήλωση εντυπωσιάστηκαν. Στην ίδια εκδήλωση ο Musk ανακοίνωσε ότι η Neuralink ζητά έγκριση από τον αμερικανικό Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) για να δοκιμάσει τη συσκευή σε ανθρώπους και εκτίμησε ότι οι κλινικές δοκιμές θα ξεκινήσουν εκ νέου τη φετινή χρονιά (σημείωση: το αίτημα της Neuralink απορρίφθηκε από τον FDA τον Μάρτιο και το χρονοδιάγραμμα είναι υπό αίρεση).
Κάποιες άλλες εταιρείες έχουν δοκιμάσει τη λειτουργία ασύρματων συσκευών σε ανθρώπους, όμως η Neuralink έχει κατασκευάσει ένα τσιπ μικρότερο, ταχύτερο και δυνητικά ισχυρότερο από οποιαδήποτε άλλη συσκευή.
“Ουσιαστικά πήραν ορισμένες από τις καλύτερες ιδέες στον κλάδο και τις εφάρμοσαν σε ένα νέο σύστημα”, λέει η Cristin Welle, νευροεπιστήμονας του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, πρώην διευθύντρια του εργαστηρίου εγκεφαλικών εμφυτευμάτων του FDA και σύμβουλος για την ανάπτυξη συσκευών. “Αυτό είναι συναρπαστικό. Από κει και πέρα, το εάν θα κατορθώσουν να ξεπεράσουν όλα αυτά τα τεχνικά εμπόδια προκειμένου να αποδείξουν ότι είναι πράγματι ασφαλείς είναι κάτι που μένει να δούμε”.
Ο FDA θα αποφασίσει πότε θα ξεκινήσουν οι δοκιμές, υπό την προϋπόθεση ότι θα δώσει το “πράσινο φως” στη Neuralink. Ο οργανισμός θα εστιάσει κυρίως στην ανθεκτικότητα της συσκευής, δεδομένου ότι οι αλλεπάλληλες χειρουργικές επεμβάσεις στον εγκέφαλο κρύβουν κινδύνους, σημειώνει η Welle. Αυτό σημαίνει ότι οι κατασκευάστριες εταιρείες θα πρέπει να διασφαλίσουν ότι οι ηλεκτρονικές συσκευές θα μπορούν να λειτουργούν για χρόνια μες στο υγρό περιβάλλον του εγκεφάλου. Θα πρέπει επίσης να αποδείξουν ότι η υπερσυσκευή τους δεν παράγει ούτε θερμότητα ούτε ρεύμα που ενδέχεται να τραυματίσει τον ευαίσθητο εγκεφαλικό ιστό, εξήγησε. Εκτός αυτού, υπάρχουν και ρεαλιστικοί περιορισμοί ως προς το τι μπορεί να κάνει η συσκευή. Ενδεχομένως, υπάρχουν και ηθικά όρια.
Ενώ η Neuralink επιδιώκει να δοκιμάσει τη συσκευή σε ανθρώπους, συγχρόνως δέχεται διαμαρτυρίες για τις δοκιμές της σε πιθήκους. Μάλιστα, η εταιρεία ζήτησε από δικαστήριο στην Καλιφόρνια να μπλοκάρει τη δημοσίευση φωτογραφιών που απεικονίζουν πρωτεύοντα θηλαστικά τα οποία υποβλήθηκαν σε δοκιμές από το 2017 έως το 2020. Η Επιτροπή για την Υπεύθυνη Ιατρική (PCRM), οργανισμός που υπερασπίζεται τους πιθήκους, συνέλεξε προηγουμένως μεγάλο όγκο κτηνιατρικών αρχείων και κατήγγειλε τη Neuralink στο Υπουργείο Γεωργίας, υποστηρίζοντας ότι τα πειραματόζωα εμφάνισαν λοιμώξεις και ότι οι ερευνητές τα κακομεταχειρίστηκαν.
Το Υπουργείο Γεωργίας δεν σχολίασε την καταγγελία της ομάδας, επικαλούμενο ότι η δικαστική διαδικασία βρίσκεται σε εξέλιξη. Η Neuralink διέψευσε αυτούς τους ισχυρισμούς, ωστόσο το γεγονός αυτό μάλλον θα επηρεάσει τα τεχνολογικά της βήματα.
Εφόσον η Neuralink ξεκινήσει τις δοκιμές σε ανθρώπους, η εταιρεία θα περιοριστεί σε άτομα που έχουν πραγματικά ανάγκη την τεχνολογία, πιθανότατα σε άτομα που έχουν υποστεί ζημιά στον νωτιαίο μυελό ή πάσχουν από άλλες μορφές παράλυσης.
Το άρθρο πρωτοδημοσιεύτηκε στους “The New York Times”.
Πηγή: capital.gr
Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Το σχόλιο σας