В четверг компания Synchron сообщила о завершении раунда финансирования, в ходе которого было собрано $75 млн для продолжения работ над мозговым имплантатом компании. Помимо других инвесторов деньги в Synchron вложили компании Bezos Expeditions и Gates Frontier соответственно известных миллиардеров Джеффа Безоса и Билла Гейтса. Оба высоко оценивают достижения Synchron, которая прямо конкурирует с компанией Neuralink Илона Маска.

Источник изображений: Synchron

По данным аналитической компании Pitchbook, по инвестициям Synchron вышла на третье место среди американских компаний-разработчиков мозговых имплантатов, точнее — интерфейсов мозг-компьютер. Объём финансирования Synchron достиг $145 млн. Она далеко опередила других конкурентов и пристроилась сразу за Neuralink Илона Маска и Science Макса Ходака (бывшего партнёра Маска, создавшего свою компанию).

Компания Synchron заслуженно получила новые инвестиции. В отличие от тех же многолетних обещаний Илона Маска «вот-вот» начать устанавливать мозговые имплантаты людям, Synchron уже установила имплантаты собственной разработки четырём пациентам в Австралии и на этом успехе получила разрешение на клинические испытания на пациентах в США. Двум из них они уже установлены. Готовятся новые операции.

Всё это идёт под контролем и по протоколам Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Фактически разработчики выполняют программу испытаний, по завершении которой они могут рассчитывать на участие в программах страховых медицинских услуг в США. Это настолько большие деньги, которые отобьют едва ли не любые инвестиции, что хорошо понимают Гейтс и Безос.

В то же время компания Neuralink Илона Маска испытывает определённые технологические трудности с имплантатом собственной разработки. Она пока не получила разрешение на клинические испытания на людях и проводит опыты со свиньями и с обезьянами. Более того, часть животных погибла. По этому поводу компанию Neuralink ещё в начале этого года начали обвинять в жестоком обращении с животными, а в начале декабря стало известно, что федеральные власти США начали официальное расследование этих жалоб.

Интерфейс Neuralink предполагает довольно серьёзное хирургическое вмешательство в черепную коробку и мозг пациента. В ткани мозга вживляются нити-датчики, блок управления и блок беспроводной связи. Всё это требует множества процедур по вживлению и последующей реабилитации пациентов. Интерфейс Synchron Switch вводится без огромных усилий подобно установке коронарного стента — «как комарик укусил».

Датчик Switch размерами чуть больше обычной спички вводится в яремную вену и по ней сдвигается до участка моторной коры головного мозга, откуда считывает импульсы, отвечающие за управление верхними конечностями. Информация передаётся по тончайшему проводу в небольшой имплантат, встроенный в грудную клетку. Этот блок отвечает за обработку сигналов и отправку информации по беспроводному каналу на ближайшее устройство — смартфон или компьютер. Специальное программное обеспечение позволяет превратить нервные импульсы в движение курсора, например.

По данным международных медицинских организаций, в мире не менее 100 млн людей страдают от невозможности управлять руками. Интерфейсы Switch, Neuralink и подобные им могут облегчить жизнь таким пациентам, а по мере совершенствования и в случае других заболеваний или повреждений мозга.

Учёные из Калифорнийского технологического института смогли провести уникальный эксперимент, в ходе которого компьютер смог распознать слова, которые человек произносил мысленно. Исключительность опыта заключается в том, что данные снимались с области мозга, которая отвечает за тактильные и моторные действия. Тем самым один датчик может позволить человеку управлять искусственными конечностями и воспроизводить речь.

Источник изображения: Adapted from Edmondson, Laura R., and Hannes P. Saal

«Эти новые результаты являются многообещающими в области языка и коммуникации. Мы использовали интерфейс мозг-компьютер для реконструкции речи», — сообщила Сара Ванделт (Sarah Wandelt), аспирантка Калифорнийского технологического института, участвующая в постановке опыта.

В недавнем прошлом подобные исследования опирались на анализ сигналов мозга моторных зон, когда участники экспериментов шёпотом или движением губ и мышц гортани воспроизводили слова. Распознать мысленно произнесённые слова без движения или его имитации намного сложнее, что вело к низкой скорости распознавания, когда таковые испытания проводились.

Новое исследование стало самым точным в предсказании мысленно произнесённых слов. Сигналы регистрировались с отдельных нейронов в области мозга, называемой супрамаргинальной извилиной, расположенной в задней теменной коре. Ранее было выяснено, что эта область мозга представляет произносимые слова. Теперь учёные убедились, что указанная область также отвечает за мысленно произнесённую речь.

В ходе эксперимента пациента с тетраплегией (паралич конечностей) около 15 минут просили мысленно произносить ряд слов. Датчик в мозгу человека передавал данные на компьютер, который обучался распознавать рисунок сигналов. Для восьми слов результирующая точность распознавания составила 91 %.

Уточним, метод не может использоваться для чтения мыслей, поскольку мозговые паттерны индивидуальны и технология работает только тогда, когда человек фокусируется на произнесении слова. В то же время при целом ряде заболеваний, когда речь с помощью мышц становится невозможной, больному можно будет вернуть нормальное вербальное общение.

«Ранее мы показали, что можем декодировать из супрамаргинальной извилины человека воображаемые жесты рук для хватания, — сообщил один из авторов исследования. — Возможность декодировать речь из этой области говорит о том, что один имплантат может восстановить две важные человеческие способности: хватание и речь».

Сообщается, что Илон Маск (Elon Musk) выразил разочарование темпами разработки нейроинтерфейса компанией Neuralink, главой которой он является. Начать опыты на людях он обещал ещё два года назад, но пока, судя по всему, этот год также будет потрачен впустую. В поисках вдохновения Маск начал искать альтернативы на стороне и по неподтверждённым данным обратился с предложением инвестировать в довольно успешного конкурента — компанию Synchron.

Источник изображения: British GQ

Компания Synchron стала первой в США, кто получил разрешение от регулятора на установку мозгового имплантата пациенту-американцу. До этого Synchron успешно провела операции четырём австралийцам. Компании Neuralink пока похвастаться нечем, кроме установки мозгового имплантата свинье и нескольким обезьянам, часть из которых погибла, если верить источникам и поднятому шуму вокруг возможных издевательств над животными.

У Synchron и Neuralink разный подход к установке мозговых интерфейсов. Первая вводит зонд через артерию у основания шеи и проталкивает его до места назначения не трогая черепную коробку. Для установки имплантата Neuralink требуется вскрывать черепную коробку и вводить в ткань мозга тончайшие проводники. Очевидно, последствия у каждой из операции будут свои и с вероятностью возможных осложнений в случае подхода Neuralink. Так или иначе, Neuralink до сих пор не получила разрешение на проведение клинических испытаний на людях. И когда это произойдёт, никто не признаётся.

По слухам, глава Synchron отказался от объединения с Neuralink и не готов обсуждать получение инвестиций от Илона Маска. Интересно отметить, что один из нынешних инвесторов Synchron — Макс Ходак (Max Hodak) — в своё время был создателем компании Neuralink и соратником Илона Маска. В мае прошлого года он покинул Neuralink, из которой также ушли шесть из восьми основателей компании, что косвенно намекает на низкий статус её разработок.

Что же, Илону Маску не впервые обещать золотые горы и прорывы там, где их нет или они будут нескоро. Это было с полётами на Марс, «солнечной черепицей» и «гиперлупом». Нейроинтерфейс тоже придётся подождать. Возможно, он им займётся после покупки Twitter. Или Маск его уже не покупает? Но есть ещё более интересные варианты. В частности, идея возродить на Земле динозавров. Но это уже другая история.

Компания Synchron сообщила о первой успешной установке пациенту в США имплантата интерфейса мозг-компьютер. До этого компания провела успешную установку интерфейса четырём пациентам в Австралии. Положительный опыт с австралийцами позволил Synchron получить разрешение на проведение аналогичной операции с гражданином США. Установка интерфейса проводится максимально просто без серьёзного хирургического вмешательства. И это работает!

Источник изображения: Synchron

В отличие от того же нейроинтерфейса компании Neuralink Илона Маска (Elon Musk), для установки которого необходимо вскрывать черепную коробку пациента, эндоваскулярный интерфейс мозг-компьютер (BCI) компании Synchron вводится в мозг через кровеносный сосуд в основании шеи в другой сосуд, расположенный в мозге и подводится к его моторной коре. Датчик Stentrode размерами со спичку или чуть больше по проводу передаёт сигнал в радиопередатчик, встроенный в грудную клетку человека, а тот по беспроводному каналу отправляет сигналы на компьютер.

Комплекс BCI компании Synchron позволяет пациентам с парализованными конечностями пользоваться компьютером, отправляя электронную почту, делая покупки через интернет и, в целом, возвращает неизлечимо больным людям радость общения с близкими и обществом.

Источник изображения: Synchron

Компания Synchron получила разрешение на клинические испытания в США комплекса эндоваскулярного интерфейса мозг-компьютер весной этого года. Первая операция проведена в клинике Mount Sinai West в Нью-Йорке под руководством клинического исследователя Шахрама Маджиди (Shahram Majidi), доктора медицинских наук, доцента нейрохирургии, неврологии и радиологии в Школе медицины Икан при Mount Sinai. Пациент смог вернуться домой уже через 48 часов после установки имплантата, что говорит о незначительном хирургическом вмешательстве и его незначительном влиянии на здоровье пациента.

Источник изображения: Synchron

«Первая в США имплантация эндоваскулярного BCI в организм человека — это важная клиническая веха, открывающая новые возможности для пациентов с параличом, — сказал Том Оксли (Tom Oxley), генеральный директор и основатель компании Synchron. — Наша технология предназначена для миллионов людей, которые потеряли возможность использовать руки для управления цифровыми устройствами. Мы рады продвигать на рынок масштабируемое решение BCI, которое способно изменить жизни многих людей».

Добавим, китайские исследователи идут по тому же пути развития. Правда, опыты они пока проводят на козах.

Исследователи из Университета Райса продемонстрировали возможность дистанционного управления плодовыми мушками без прямого подключения к их нервной системе. Команды посылались активизацией магнитного поля, на что насекомое реагировало со скоростью естественных нервных импульсов. Проделанная работа является частью проекта, который ставит перед собой цель помочь незрячим людям снова увидеть мир без использования глаз — одной только активацией коры головного мозга.

Источник изображения: C. Sebesta and J. Robinson/Rice University

Впрочем, для достижения заявленной цели предстоит ещё очень много работы. Для научного эксперимента по дистанционному управлению мухами были активированы особые мутации, которые создали в нервной системе насекомых ионные каналы у нейронов, чувствительные к теплу. Затем в нервный ганглий были введены наночастицы железа, которые, в том числе, были доставлены в области рядом с такими нейронами.

Внешнее магнитное поле вызвало токи в наночастицах железа и разогревало их. Разогрев вёл к активации нейронов и передаче нервного импульса по нервной системе мушек. Тепловую чувствительность придали нейрону, который отвечал за такую реакцию мушек, как разведение крыльев в стороны. Такая реакция обычна для данных насекомых как сигнал к спариванию. Но в этот раз учёные заставляли мушек расправлять крылья по своей прихоти — одним лишь нажатием кнопки.

Предложенный метод показывает, что активировать нейроны в головном мозге можно на расстоянии без хирургического вмешательства. В перспективе учёные надеются создать решение для восстановления зрения незрячим пациентам с возможностью обойтись без глаз. У военных, которые финансируют это исследование, другие цели. Для одной из программ DARPA требуются системы для считывания активности мозга у одного человека и передачи «картинки» другому на расстоянии. Обе цели полезные, настораживает только опция «расправить крылышки» вопреки желанию пациента.

Установка датчиков на головном мозге требует хирургического вмешательства и чревата рисками для здоровья и жизни пациента. В то же время наука и инженерия идут к тому, что здравоохранение и даже взаимодействие с компьютерами потребуют массовой установки мозговых имплантатов и датчиков. Выходом из этой ситуации может стать технология установки мозговых датчиков без вскрытия черепной коробки, исключительно по кровеносным сосудам.

Источник изображения: Nankai University

В феврале этого года на компанию Neuralink Илона Маска обрушился шквал критики с обвинением в жестоком обращении с животными. Поводом для этого стало сообщение компании о необходимости умертвить восемь подопытных обезьян. Не исключено, что к этому могли привести последствия хирургических вмешательств в процессе установки имплантатов на мозг животных, что предполагает подход Neuralink.

Альтернативой грубому хирургическому вмешательству может стать ввод имплантатов в мозг по кровеносным сосудам. Экспертом в этом новом деле может считаться молодая нью-йоркская компания Synchron, которая уже вживила нескольким пациентам датчики в мозг через кровеносный сосуд в основании шеи и далее по кровотоку к месту назначения в ткань мозга. Утверждается, что такие имплантаты уже позволяют людям с нейродегенеративными заболеваниями управлять компьютером и данными.

Подобный метод установки имплантатов берут на вооружение китайские исследователи. Учёные из Нанкайского университета в северном портовом городе Тяньцзинь сообщили, что в минувшие выходные ввели датчик в мозг козы через вену и получили сильные и чёткие электрические сигналы от мозга животного.

«Самое большое преимущество этого метода заключается в том, что для получения электрических сигналов не требуется инвазивная операция на открытом мозге, а вся операция может быть выполнена менее чем за два часа», — сказал ведущий исследователь Дуань Фэн (Duan Feng), профессор колледжа искусственного интеллекта университета.

«Этот подход — совершенно новый способ захвата электрических сигналов мозга. <..> Это может стать революционной [технологией]», — сказал он, добавив, что эксперимент, проведённый в выходные, был первым для Китая.

Китайские учёные из военных институтов НОАК провели серию экспериментов по беспроводной передаче сигналов головного мозга человека. Утверждается, что активность мозга можно превратить в радиоволны с помощью программируемого метаматериала. Эта технология открывает путь к созданию управляемых сознанием радаров, систем обнаружения уставших водителей и другим интересным применениям.

Источник изображения: Pixabay

«Наша разработка предоставляет пользователям универсальный способ манипулирования электромагнитными волнами с помощью мозговых волн», — сообщил профессор Ван Цзяфу (Wang Jiafu), ведущий научный сотрудник инженерного университета ВВС в северо-западной провинции Шэньси, в статье, опубликованной 11 июня в рецензируемом журнале eLight.

«Мозговые волны» — это электрическая активность нервных клеток человека и животных. Современная наука научилась распознавать как общее состояние активности мозга — улавливая сигналы от мозга в целом (ритмы), так и сигналы от отдельных нейронов. Проблема заключается лишь в том, чтобы выделить и интерпретировать полезную информацию среди всего «шума».

Китайские учёные смогли соединить в единую систему интерфейс мозг-компьютер (которые также активно и успешно сейчас развиваются) и некий метаматериал для прямой трансляции радиосигнала в зависимости от сигналов на выходе интерфейса мозг-компьютер. Носимое устройство в виде интерфейса мозг-компьютер с помощью Bluetooth передавало сигнал об активности мозга на метаповерхность, которая «служила мостом, соединяющим мозговые и радиоволны», как пишет источник. До этого сигналы на метаповерхность передавались проводным соединением. Сигнал Bluetooth — это тоже радиоволны, поэтому зачем ещё нужна какая-то метаповерхность, не понятно.

В другом эксперименте учёные под руководством профессора Цуй Тиеджуна (Cui Tiejun) из Юго-Восточного университета в городе Нанкин установила межмозговую связь между двумя добровольцами с помощью аналогичной технологии. Метаповерхность, запрограммированная командой Цуй, передавала сообщение от одного человека к другому, преобразуя сигналы мозга в радиоволны.

Оба учёных отказались комментировать достижения, ссылаясь на работу с военными.