Spoločnosť Paradromics otestuje svoje zariadenie v štúdii zameranej na bezpečné obnovenie reči u ľudí s ťažkým motorickým postihnutím. Tento implantát môže konkurovať zariadeniu od spoločnosti Neuralink, ktoré sa implantuje do mozgu a má sa ovládať iba pomocou myšlienok.
Systém obsahuje elektródy zaznamenávajúce signály z neurónov v mozgovej kôre, ktoré následne prevádzajú informácie na reč. Zdroj: Paradromics
Spoločnosť Paradromics, ktorá sa zaoberá vývojom neurotechnológií, oznámila, že americký Úrad pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) schválil prvú dlhodobú klinickú štúdiu mozgovo-počítačového rozhrania (BCI – brain–computer interface, teda mozgovo-počítačové rozhranie). Na začiatku budúceho roka táto spoločnosť, ktorá je jedným z najväčších konkurentov neurotechnologickej firmy Neuralink Elona Muska, implantuje svoje zariadenie dvom dobrovoľníkom, ktorí v dôsledku neurologických ochorení a poranení stratili schopnosť hovoriť. Cieľom klinickej štúdie je zaistiť bezpečnosť zariadenia a obnoviť schopnosť človeka komunikovať prostredníctvom reči v reálnom čase.
„Sme veľmi nadšení, že môžeme tento nový hardvér otestovať,“ hovorí Matt Angle, výkonný riaditeľ spoločnosti Paradromics so sídlom v Austine v Texase.
BCI spoločnosti Paradromics má aktívnu plochu s priemerom približne 7,5 milimetra, tvorenú tenkými, tuhými platinovo-irídiovými elektródami, ktoré prenikajú povrchom mozgovej kôry a zaznamenávajú signály z jednotlivých neurónov v hĺbke približne 1,5 mm. Tieto elektródy sú potom pomocou drôtu pripojené k zdroju energie a bezdrôtovému vysielaču a prijímaču implantovanému v hrudníku pacienta.
Podľa riaditeľa spoločnosti budú mať obaja dobrovoľníci implantovanú jednu elektródovú sústavu v oblasti motorickej kôry, ktorá ovláda pery, jazyk a hrtan. Neurónová aktivita sa potom zaznamenáva z tejto oblasti, keď si účastníci štúdie predstavujú, že vyslovujú vety, ktoré sú im predkladané. Na základe predchádzajúcej práce výskumníkov, ktorí teraz spolupracujú so spoločnosťou Paradromics, sa systém učí, ktoré vzory neurónovej aktivity zodpovedajú každému zamýšľanému zvuku reči.
Zaznamenáva priemernú aktivitu neurónov
Hneď ako budú chcieť účastníci štúdie hovoriť, ich myšlienky sa premenia na text na obrazovke, ktorý účastníci schvália, alebo na hlasový výstup v reálnom čase na základe starých nahrávok vlastných hlasov účastníkov. Ide o prvú klinickú štúdiu BCI, ktorá sa formálne zameriava na generovanie syntetického hlasu. „Pravdepodobne najväčšou zmenou kvality života, ktorú môžete v súčasnosti dosiahnuť pomocou BCI, je komunikácia,“ hovorí Matt Angle.
V rámci štúdie sa bude tiež skúmať, či systém dokáže spoľahlivo detegovať aktivitu z predstavovaných pohybov rúk, ktoré by umožnili jednotlivcovi ovládať kurzor počítača. V závislosti od počiatočných výsledkov by sa mohla štúdia rozšíriť na desiatich dobrovoľníkov, ktorí by dostali dva kortikálne implantáty na zvýšenie bohatosti signálu a prístup k iným oblastiam mozgu. „Aby sa táto oblasť posunula smerom ku klinickým aplikáciám, jediným riešením je plne implantovateľný systém,“ tvrdí Mariska Vansteenselová, výskumníčka BCI v Univerzitnom medicínskom centre v Utrechte v Holandsku.
Paradromics je v súčasnosti jednou z viacerých spoločností, ktoré testujú implantovaný systém BCI. Systém je podobný tomu, ktorý plánuje uviesť na trh v rámci dlhodobej štúdie. Niekoľko ďalších spoločností dúfa, že čoskoro bude nasledovať jej príklad.
Najďalej je so zariadením Stentrode spoločnosť Synchron sídliaca v New Yorku. Vďaka začleneniu dvanástich až šestnástich elektród do zariadenia zaznamenáva Stentrode priemernú aktivitu neurónov zvnútra krvnej cievy. Počiatočné testy využívali cievu v motorickej kôre, aby mohli používatelia vyberať možnosti na obrazovke tým, že si predstavovali pohyby nohou.
Spoločnosť Neuralink uprednostnila získavanie signálov s vysokou šírkou pásma zaznamenávaním výstupov z mnohých jednotlivých neurónov. Jej zariadenie sa skladá zo 64 flexibilných polymérnych vlákien, z ktorých každé má 16 miest určených na zaznamenávanie. V počiatočnej skúške sa spoločnosť zamerala na oblasť motorickej kôry, ktorá ovláda ruku. Používatelia ovládali počítače a robotické ruky svojimi myšlienkami a spoločnosť pravidelne informovala, že je schopná prenášať informácie z ľudského mozgu do počítačov rekordnou rýchlosťou.
Medzi ďalšie systémy vo vývoji patrí niekoľko podobných zariadení, ktoré umiestňujú elektródy s vysokou hustotou na povrch mozgu, aby zaznamenávali priemernú aktivitu podkladových neurónových populácií.
Vzhľadom na to, že dlhodobé štúdie teraz pokročili, klinickí lekári a neurovedci budú sledovať a porovnávať zariadenia. Mariska Vansteenselová vyjadruje nádej, že spoločnosti budú úplne transparentné a že včas sprístupnia svoje zariadenia akademikom, aby mohli vykonávať nezávislé štúdie.
Spoločnosť Paradromics implantovala svoje zariadenie do mozgu oviec. Vedci zistili, že rýchlosť prenosu informácií z mozgu je približne 20-krát rýchlejšia ako rýchlosť uvádzaná akýmkoľvek iným zariadením. Implantát funguje bez znateľnej zmeny kvality signálu po troch rokoch implantácie do oviec. Okrem toho by malo zariadenie v mozgu vydržať viac ako desať rokov.
Aj Paradromics, aj Neuralink sa tiež zameriavajú na to, aby ich zariadenia boli čo najmenej invazívne a aby boli čo najviac reverzibilné a vymeniteľné. V rámci svojich testov Paradromics kladie dôraz na bezpečnosť, odolnosť a rýchlosť prenosu údajov. Zároveň by spoločnosť chcela, aby sa zariadenie začalo využívať v praxi do desiatich rokov.
Zdroj: Nature
(RR)
