AI Inside: Hjernechips baner vejen for det næste skridt i menneskets evolution

Hjernechips er ikke længere science fiction. De er blevet en realitet og forvandler liv takket være teknologiske fremskridt, som gør det muligt for en computer at afkode hjerne-signaler, udlede menneskelige intentioner og endelig udføre dem direkte gennem en maskine.

Disse systemer, der gør det muligt, kaldes BCI eller hjerne-computer‑interface, som studerer signaler fra hjerneaktivitet. Neuralink er det mest kendte firma inden for dette felt og skaber et generelt hjerne‑interface for at låse op for menneskelig potentiale.

Men selvom BCI’er har været under udvikling siden 1960’erne, hjælper de seneste fremskridt inden for AI med at opnå mirakler. Disse fremskridt har ført til betydelige skridt i praktiske anvendelser, især for personer med handicap, og viser den udviklende indvirkning af denne teknologi.

Aktuelle anvendelser og gennembrud

Selvom BCI‑udvikling stadig primært er begrænset til forskningslaboratorier, har vi med AI‑udviklingen begyndt at se demonstrationer af BCI‑praktisk anvendelse hos personer med handicap.

AI‑hjerneimplantater, der genopretter tale og bevægelse

Med omkring 1,3 milliarder mennesker i verden, der lever med moderate til alvorlige handicap, forbedres AI‑implantater i mennesker hurtigt for fuldstændigt at fjerne disse begrænsninger.

I et par studier offentliggjort i tidsskriftet Nature viste forskere fra Stanford University og University of California San Francisco, at deres BCI’er har gjort det muligt for to kvinder med lammelse at tale igen med hidtil uset hastighed og nøjagtighed. BCI’erne læser tale‑relateret hjerneaktivitet og sender dataene til en sprog‑læringsmodel, som derefter udgives som brugbar tale via computer‑genereret stemme eller på‑skærm‑tekst.

Stanford‑forskerne implanterede popcorn‑korn‑størrelse elektrode‑arrays på 68‑årige Pat Bennets tale‑motoriske cortex, som derefter grænseflader med computersoftware, så hun kan tale. Samtidig gav UCSF‑forskerne 30‑årige Ann, som er stærkt lammet, evnen til at tale og lave ansigtsudtryk (gennem en digital avatar). Begge studier registrerede enorme forbedringer i ordforråd, hastighed af sprog‑afkodning og tale‑nøjagtighed.

Kombination af AI & mikroelektronik for at bekæmpe hjernesygdomme

AI, sammen med neurale implantater, bruges også til at behandle lidelser som epilepsi og Parkinsons ved direkte at modulere unormal aktivitet. University of Toronto samlede elektriske og computer‑ingeniører med klinikere, neuroforskere og datamateriale‑forskere for at forbedre hjerne‑sundhed og kortlægge alternative behandlingsveje.

Ved at bruge dyb læring udtrækker holdet dybdegående information, endda skjulte biomarkører, og aktiverer derefter de neurale implantater på det optimale tidspunkt. Ideen er at bruge neuromodulations‑terapier i fremtiden til at målrette:

• Kronisk smerte
• Depression
• Demens
• Alzheimers
• Søvnlidelser

Neuralinks menneskelige forsøg

Musk’s hjerne‑chip‑startup, Neuralink, har endelig fået godkendelse til at påbegynde sit første menneskelige forsøg. Tidligere rejste USAs Food and Drug Administration (FDA) sikkerheds‑bekymringer for det første‑i‑menneske kliniske forsøg, før de gav clearance, og virksomheden er nu også godkendt af en uafhængig gennemgangs‑komité til at starte rekruttering.

For deres PRIME (Precise Robotically Implanted Brain‑Computer Interface)‑studie søger Neuralink patienter med lammelse på grund af cervikal rygmarvsskade eller amyotrofisk lateral sklerose. Forsøget, som forventes at tage omkring seks år at fuldføre, vil involvere kirurgisk placering af et trådløst BCI‑implantat i hjernen for at vurdere systemets evne til at gøre det muligt for patienter at styre eksterne enheder med deres tanker.

Med Neuralink AI‑hjernechippen sigter Musk mod at lette hurtige kirurgiske indgreb med chip‑enhederne for at behandle tilstande som autisme, depression og skizofreni. Hidtil har virksomheden testet på dyr, men nu rekrutterer de lammede frivillige for at forbedre livskvaliteten for millioner.

Teknologiske og videnskabelige fremskridt

I løbet af de sidste mange årtier er banebrydende forskning blevet udført inden for BCI‑feltet, som giver en direkte kommunikations‑link mellem hjernen og en computer. Nu har AI taget det endnu længere gennem sin evne til at analysere komplekse data og generere menneskelignende output fra dem.

Mens tale‑implantater har været afgørende for personer, der har mistet deres taleevne på grund af lammelse eller andre skader, har de været ekstremt langsomme og ikke artikulerede. Imidlertid gør betydelige fremskridt inden for neurovidenskab og moderne beregning det nu muligt at have kommercielt tilgængelige AI‑chip‑implantater, der genopretter sensoriske og motoriske funktioner.

I dag giver dette vidunder af moderne teknologi dem, der har mistet evnen til at tale, en stemme ved at konvertere hjerne‑signaler til tekst, og det med hastighed og effektivitet. I Stanford‑forskningsprojektet opnåede holdet kun 9,1 % ord‑fejlrate, hvilket er 2,7 × mere præcist end tidligere BCI’er. Dette blev opnået ved at bruge en algoritme, der afkoder 62 ord per minut og nærmer sig den konverserende hastighed på 160 ord per minut – simpelthen utrolig. Til dette udnyttede studiet det største ordforråds‑bibliotek, der nogensinde er brugt til tale‑afkodning med et implantat – omkring 125 000 ord.

Et nyt studie, en del af BrainGate2 Neural Interface System‑forsøget, brugte derimod en type dyb læring kaldet rekurrente neurale netværk (RNN’er), som også anvendes til at modellere hjerneprocesser som hukommelse, opmærksomhed og perception. Algoritmen adskilte let forskellige typer ansigtsbevægelser for tale baseret udelukkende på neurale signaler med over 92 % nøjagtighed.

Da afkodning af adfærd eller kognitiv tilstand fra neurale signaler er kritisk for BCI‑forskning, er dyb læring blevet metoden i mange maskin‑lærings‑opgaver såsom billed‑segmentering og tale‑genkendelse. Dens succes har ført til brug i forudsigelse af almindelige output, herunder bevægelse, tale og syn.

I en anden sag udviklede forskere et ikke‑invasivt AI‑system kaldet en semantisk dekoder, som delvist blev udviklet ved brug af en transformer‑model, der ligner dem, der understøtter chat‑bots som ChatGPT og Googles Bard. Forskere ved University of Texas at Austin trænede systemet, som ikke kræver kirurgiske implantater, ved at lytte til flere timers podcasts inden for en fMRI‑scanner. Det genererer derefter en tekststrøm, når deltageren lytter til eller forestiller sig at fortælle en ny historie.

Som vi så her, har brugen af AI virkelig hjulpet neurovidenskabelig forskning enormt. Der er dog visse overvejelser, som skal tages i betragtning, når man beskæftiger sig med dette hurtigt bevægende område.

Klik her for at lære om de næste blockbuster‑terapier til at kurere neurologiske lidelser.

Etiske, privatlivs‑ og sikkerhedsmæssige overvejelser

Givet de livs‑ændrende forandringer, som AI‑hjerneimplantater har for mennesker, har vi set en hurtig fremgang inden for neuro‑tech og AI‑hjernechips. Men det er ikke uden risici.

For at gøre det enkelt: AI‑systemer er tilbøjelige til fejl og funktionsfejl, ligesom enhver anden teknologi, hvilket kan have potentielt skadelige konsekvenser. Bygget på komplekse algoritmer, der behandler enorme datamængder, er AI‑systemer også sårbare over for hacking og manipulation. Ikke mindst kan de data, de er trænet på, indeholde indbyggede bias, som fører til diskriminerende resultater.

Den øgede investering i AI‑baserede programmer, der kan læse folks tanker og gemme neurale data, har UNESCO givet en alarm om den fremadstormende neuro‑teknologi, som den siger truer menneskerettigheder og kræver global regulering.

“Løftet … kan komme til en høj pris i form af menneskerettigheder og grundlæggende friheder, hvis det misbruges. Neuro‑teknologi kan påvirke vores identitet, autonomi, privatliv, følelser, adfærd og generelle velvære.”

– sagde Gabriela Ramos, UNESCO’s assisterende generaldirektør for sociale og humanistiske videnskaber.

Som følge heraf har UNESCO meddelt, at de vil begynde at udvikle en “universel etisk ramme” for neuro‑teknologi.

Mens Ramos er bekymret for, at teknologien ændrer “essensen af hvad det vil sige at være menneske”, er andre som Mariagrazia Squicciarini, hovedforfatter af en UNESCO‑rapport om den hurtige innovations‑tempo inden for neuro‑teknologi, bekymrede for tilføjelsen af AI, som ifølge hende sætter “neuro‑teknologi på steroider”.

Det anslås, at private investeringer i neuro‑tech‑virksomheder er steget mere end 20‑fold i årtiet fra 2010, og nåede 7,3 mia. USD i 2020, mens patenter relateret til neuro‑tech steg med 266 % i samme periode. Data viser, at markedet for neuro‑tech‑enheder forventes at overstige 24 mia. USD inden for de næste fire år.

Med avancerede AI‑modeller, der skal afkode hjerne‑data, argumenterer fortalere for regulering for, at mental privatliv også er blevet mere presserende end nogensinde. Som vi ser i Kina, bærer arbejdere hætter, der scanner deres følelsesmæssige tilstande, hvilket indikerer et bredt spektrum af anvendelser for denne teknologi. På samme måde udforsker militæret i USA sådanne teknologier for at forbedre mentale færdigheder, kontrollere objekter med tanker og gøre soldater mere egnet til tjeneste.

Etiske bekymringer er også blevet rejst vedrørende BCI‑ers indvirkning på samfundet. Mange frygter, at ubegrænset adgang til folks hjerner kan gøre dystopiske muligheder til virkelighed.

Virksomheder, der arbejder inden for AI‑hjerneimplantat‑området

Lad os nu se på nogle af de mest fremtrædende virksomheder inden for AI‑hjernechip‑området:

1. Neuralink

Milliardær‑entreprenøren Musks firma udvikler trådløse implantater, der kan læse hjernebølger. Senest rapporterede Neuralink, at de har rejst yderligere 43 millioner USD, ledet af Peter Thiels Founders Fund.

I juni blev virksomheden værdiansat til omkring 5 mia. USD, med en anslået årlig omsætning på 115,7 millioner USD. I november 2023 bad amerikanske lovgivere SEC om at undersøge Neuralink for at have udeladt detaljer om dyrenes dødsfald i forsøg. Hvad angår udgivelsesdatoen for Neuralink‑hjernechippen, siger Musk, at den stadig er flere år væk.

2. Synchron

Det New York‑baserede Synchron sigter mod at tilbyde implantabel endovaskulær neuromodulations‑terapi. Tidligere i år offentliggjorde virksomheden resultaterne af deres studie, der evaluerede effektiviteten og gennemførligheden af Synchron Switch hos patienter med svær lammelse.

Enheden introduceres i hjernens blodkar, hvorfra den transmitterer neurale signaler over en længere periode uden bivirkninger. Synchron støttes af Bezos og Gates og har samlet rejst 135,7 mia. USD, ifølge CB Insights. Virksomheden har en anslået årlig omsætning på 37,3 mia. USD.

3. Blackrock Neurotech

Dette private firma er kendt for sine neuro‑teknologiløsninger, herunder BCI‑systemer. I sidste år annoncerede Blackrock Neurotech et rekord‑brud med 30.000 dage af in‑patient BCI‑forskning, hvilket ifølge medstifter og formand Florian Solzbacher betyder, at “teknologien er klar til at bevæge sig ud af laboratoriet og ind i patienternes hjem”.

De sikrede 10 millioner USD i finansiering, og tiltrak højtprofilerede investorer som Christian Angermayers re.Mind Capital, Peter Thiel, Tim Sievers og Sorenson Impacts University Venture Fund II i 2021.

4. BrainGate

Forskningskonsortiet BrainGate har skabt et hjerne‑implantat, der indeholder en klynge af 100 spidse elektroder, som kirurgisk indlejres i hjernen. Deres BCI‑system er designet til at give personer med lammelse mulighed for at styre robotarme eller computere gennem deres tanker. BrainGates ultimative mål er at genoprette mobilitet, kommunikation og uafhængighed for personer med tetraplegi.

5. Precision Neuroscience

I juni gennemførte Precision Neuroscience, som blev grundlagt af en medstifter af Neuralink, deres første kliniske studie for at kortlægge menneskelige hjerne‑signaler. Deres flagskibs‑BCI‑system er Layer 7 Cortical Interface, som er et elektrode‑array, der er tyndere end et menneskehår.

Tidligere i år, med målet om at bygge minimalt invasive BCI‑implantater ved hjælp af en kranial mikrosnit‑teknik, rejste virksomheden 41 mia. USD, hvilket bragte deres samlede finansiering til 53 mia. USD på under to år.

6. Kernel

Grundlagt af Bryan Johnson, kaldes virksomhedens ikke‑invasive BCI‑teknologi “Kernel Flow”, som overvåger hjerneaktivitet ved hjælp af tidsdomæne‑funktionel nær‑infrarød spektroskopi (TD‑fNIRS).

Ifølge deres hjemmeside er Kernel Flow et bærbart og multimodalt neuro‑imaging headset, der kan sættes op på få minutter. Headsettet kombinerer høj‑opløsnings‑optisk hemodynamisk billeddannelse med EEG‑målinger for at levere multimodale data til omfattende indsigter.

7. Neurable

Dette firma leverer BCI‑systemer til både kliniske og spil‑applikationer. Deres ikke‑invasive, EEG‑baserede BCI‑teknologi har til formål at forbedre menneske‑computer‑interaktion i AR‑ og VR‑miljøer.

#8. Ctrl-labs

En udvikler af ikke‑invasiv neural‑interface‑teknologi, startup‑virksomheden blev opkøbt af Mark Zuckerbergs Meta (tidligere Facebook) i en aftale anslået til 1 mia. USD. I 2018 lancerede virksomheden deres elektrode‑udstyrede håndledsarmbånd til BCI. Metas mål er i sidste ende at give folk mulighed for at styre tastaturer og mere kun med deres tanker.

Fremtidige udsigter og udfordringer

AI‑hjerneimplantater er dukket op som et kraftfuldt værktøj inden for neurovidenskab med potentiale til at transformere vores forståelse af hjernen samt revolutionere behandlinger. Mens teknologien allerede viser stor succes i at genoprette tabt funktionalitet, er dens implikationer langt større.

US‑militært finansierede forskere har udviklet systemer til at indfange hjerne‑signaler og autonomt aktivere neurale veje som behandling for mentale lidelser. Foreløbige forsøg med ‘closed‑loop’ hjerne‑implantater startede allerede i 2017 og opdagede mønstre relateret til stemnings‑lidelser, hvorefter de chokerede hjernen tilbage til en sund tilstand uden behov for en læge.

Ud over at genoprette sensoriske funktioner hjælper hjernechips med kontrol af proteser og behandling af unormal hjerneaktivitet. Desuden tillader neurofeedback i realtid individer at opnå større kontrol over deres mentale tilstande og aktivt regulere deres egne følelser og adfærd. Forskere har også begyndt at udforske muligheden for hjerne‑til‑hjerne‑kommunikation for at muliggøre direkte og sømløse udvekslinger af information.

En anden måde, AI‑chips virkelig kan ændre landskabet på, er ved at forbedre kognitive evner. Teknologien kan bruges til at forstærke hjernefunktion for selv dem, der ikke har terapeutiske behov. Ved direkte at grænseflade med og stimulere specifikke hjerneområder kan disse AI‑chips potentielt forstærke fokus, hukommelse og læringskapacitet.

Mens disse chips åbner nye veje for menneskelig augmentation, er det vigtigt at adressere de etiske overvejelser omkring tilgængelighed og privatliv.

Ifølge Pew Research Center‑undersøgelsen 2022 sagde 78 % af amerikanerne, at de ikke ville have et computer‑chip‑implantat, mens kun 20 % var interesserede. Dette har ikke ændret sig meget fra fem år siden, hvor to‑tredjedele af amerikanerne sagde, at de ikke ville have et chip‑implantat for en “meget forbedret evne til at koncentrere sig og behandle information”. Men hvis brugen af AI‑hjernechips bliver udbredt, mener seks ud af ti amerikanske voksne, at de fleste vil føle sig presset til at få et implantat, ifølge den nye undersøgelse.

Hvad angår potentielle problemer med computer‑chip‑implantater, pegede 52 % på hackere, der får adgang til folks information, mens uønskede ændringer i hjernen og chip‑fejl var blandt de fremtrædende problemer. Når man anerkender disse risici, ønsker 83 % af amerikanerne, at disse implantater testes med en højere standard end den, der anvendes for medicinsk udstyr.

Dette viser behovet for at finde den rette balance, så vi kan låse op for de bemærkelsesværdige potentialer i AI‑hjernechips, samtidig med at vi beskytter sundhed, sikkerhed og grundlæggende værdier for individer og samfund som helhed.

Klik her for listen over de ti bedste biotek‑aktier.

Konklusion

Hjerne‑computer‑interface‑teknologi assisteret af sprog‑lærings‑AI hjælper med at behandle hjerne‑data med forbløffende hastighed, hvilket gør det muligt for handicappede personer endelig at kunne tale og bevæge sig. Selv læs‑tank‑implantater er nu på vej mod virkeligheden.

Selvom teknologien rummer enormt løftepotentiale, medfører AI‑chips i mennesker også etiske, privatlivs‑ og sikkerhedsrisici, som kræver omhyggelig overvejelse. Virksomheder skal anvende grundig testning, tilbyde fuld gennemsigtighed og udføre kontinuerlig overvågning, mens de overholder etiske retningslinjer for at udnytte teknologiens sande potentiale.

Samlet set er de potentielle anvendelser af AI‑drevne hjernechips enorme, og deres implikationer er dybtgående.

Klik her for at lære alt om investering i kunstig intelligens.