5 Parasta aivo-tietokone -liittymäyritystä

Kuvittele kyky hallita ympäristöäsi pelkällä ajatuksellasi. Se saattaa vaikuttaa tieteiskirjallisuuden maailmaan, mutta ei enää. Se ei ole edes jotain, joka toteutuu jossain tulevaisuudessa, se on jo täällä. 

Teknologian edistysaskeleet ovat tehneet tästä todellisuutta. Kyseinen teknologia on aivo-tietokone -liittymä (BCI), joka on onnistunut antamaan puhumattomille tai liikkeitä eivätkä pystyville henkilöille mahdollisuuden kommunikoida ja manipuloida esineitä. 

Mikä tämä teknologia sitten on? BCI on järjestelmä, joka tallentaa aivosignaaleja laitteella, kuten antureilla varustetulla headsetillä. Se analysoi signaalit tietokoneen avulla ja lopuksi muuntaa ne komennoiksi, jotka siirretään laitteelle/sovellukselle halutun toiminnon suorittamiseksi.

Tämä nouseva teknologia, joka periaatteessa mahdollistaa viestinnän aivojemme ja tietokoneiden välillä, on herättänyt merkittävää kiinnostusta keinona parantaa ihmisten elämänlaatua, erityisesti fyysisesti vammautuneiden.

Vaikka BCI voi auttaa palauttamaan motorisia toimintoja, hoitamaan neurologisia sairauksia, seuraamaan mielenterveyttä, parantamaan kognitiivisia kykyjä ja auttamaan aivojen ymmärtämisessä, teknologia kohtaa haasteita korkean kustannuksen ja sääntelyhyväksynnän osalta.

Haasteista huolimatta BCI-teknologia kehittyy nopeasti, ja sen markkinoiden koon odotetaan kasvavan 14,2 %:n CAGR:lla $4.5 billion vuoteen 2029 mennessä. Samaan aikaan Morgan Stanellyn mukaan vammaiset, jotka ovat implantaattien ehdokkaita, muodostavat yhteensä $400 billion arvokkaan markkinan, vaikka vuotuisen liikevaihdon odotetaan saavuttavan $1 miljardin vasta vuonna 2041.

Merkittävät BCI-yritykset

Katsotaanpa nyt joitakin alan merkittävimpiä nimiä, jotka muuttavat BCI:n maailmaa innovoinnin ja kehityksen kautta. 

1. Neuralink

Elon Muskin perustama Neuralink määrittelee uudelleen ihmisen kykyjen rajoja implantaattinsa avulla, joka on kosmeettisesti näkymätön ja on suunniteltu antamaan implantaattia käyttävälle ihmiselle mahdollisuus hallita tietokonetta tai mobiililaitetta.

Laitteena se on N1-implantaatti, joka on suljettu biokompatibiliseen koteloon kestämään fysiologisia olosuhteita ja saa virran pienestä akusta, joka ladataan langattomasti ulkopuolelta. Implantaatti sisältää räätälöidyt, vähän virtaa kuluttavat sirut ja elektroniikan, jotka käsittelevät hermosignaaleja ja lähettävät ne Neuralink-sovellukselle, joka purkaa datavirran aikomuksiksi ja toimiksi.

Hermotoiminnan tallentamiseen N1-implantaatti käyttää 1024 elektrodia, jotka on jaettu 64 lankaan. Nämä ovat erittäin joustavia ja ultra-ohuita lankoja, jotka vaativat kirurgisen robotin asennukseen.

Mahdollistamalla suoran viestinnän ihmisten ja tietokoneiden välillä Neuralink pyrkii käyttämään implantaattiaan neurologisten häiriöiden hoitoon ja mahdollisiin kognitiivisiin parannuksiin. Neuralinkin tavoitteena on Muskin mukaan lopulta laajentaa ihmisen muistia vastaamaan tekoälyn suorituskykyä.

Yritys on kehitysvaiheessa lähes vuosikymmenen ajan, ja tänä vuonna sillä on ensimmäiset kaksi ihmiskoetta Yhdysvalloissa sekä suunnitelma vastaavasta tutkimuksesta Kanadassa, jossa se on saanut Health Canada -viranomaisen hyväksynnän rekrytoinnin aloittamiseen.

Vaikka potilaat ovat innoissaan saadessaan tärkeät kykynsä takaisin, he eivät ole ainoita; tiedemiehetkin ovat yhtä innokkaita käyttämään aivo-implanteja hallitsemaan asioita mielensä avulla. Tohtori Andres Lozano, neurokirurgian professori Toronton yliopistossa, kuvittelee tulevaisuutta, jossa ihmiset ajavat autoja pelkästään ajatellessaan haluamiaan toimintoja.

“Tämä on vasta alkua. Tällä hetkellä puhumme tiedon lataamisesta aivoista, mutta tulevaisuudessa pystymme myös lähettämään tietoa takaisin.”

– Lozano

Tällaiset käsitteet, tohtori Lozano totesi, vaikuttivat tieteiskirjallisuudelta, kunnes Neuralink, jonka ensimmäinen rahoituskierros oli vuonna 2017 ja joka on tähän mennessä kerännyt yhteensä $680 miljoonaa yli viidessä kierroksessa, viimeisin kierros pidettiin marraskuussa 2023, Tracxn:n mukaan. Startupin sijoittajiin kuuluvat muun muassa Google Ventures, Founders Fund, Sam Altman ja Fred Ehrsam. Neuralinkin arvostus on $5 miljardia viimeisimpien saatavilla olevien tietojen mukaan.

Vaikka Neuralinkin teknologia on selvästi täynnä valtavaa potentiaalia ja sillä on vahva sijoittajakysyntä, se on kohdannut monia esteitä matkallaan, erityisesti sääntelijöiltä. Tämän kuukauden alussa Musk jakoi kirjeen X:ssä (entinen Twitter), sosiaalisen median alustalla, jonka hän omistaa, jossa kerrottiin, että Yhdysvaltain arvopaperimarkkinaviranomainen (SEC) on avannut uudelleen tutkinnan hänen yrityksestään.

Toisaalla kirje kongressille paljasti, että Neuralinkin eläinkokeita suorittava laboratorio on myös FDA:n mukaan havaittu sisältävän “epätoivottavia olosuhteita tai käytäntöjä”. Virasto on kehottanut Neuralinkia puuttumaan ongelmiin, vaikka se ei ole löytänyt todisteita laitteiden turvallisuutta heikentävistä rikkomuksista.

Asiat saattavat kuitenkin vihdoin kääntyä myönteisesti Neuralinkille tulevana vuonna, kun presidenttiehdokas Donal Trump astuu virkaan. Miljardööriyrittäjä, joka myös johtaa Teslaa securities_stock_price_tag symbol=”TSLA”] ja SpaceX:ää, käytti yli neljänsataa miljardia dollaria auttaakseen Trumpia voittamaan marraskuun presidentinvaalit, ja puolestaan republikaaninen presidentti valitsi Muskin leikkaamaan hallituksen menoja liittovaltion virastoissa.

2. Synchron

Työskennellessään BCI-teknologian parissa yli vuosikymmenen, Synchron keskittyy kehittämään ratkaisua, joka käyttää minimaalista invasiivista toimenpidettä aivoleikkauksen sijaan laitteen implantoimiseen. Synchronin BCI:n tavoitteena on palauttaa kosketusnäytön hallinta rajoitetun liikkuvuuden omaaville potilaille pelkästään ajatusten avulla.

Toisin kuin Neuralinkin siru, joka asetetaan suoraan aivokuoreen, Synchron implantoi laitteensa potilaan verenkierron kautta, poistaen tarpeen lävistää kallo ja päästä aivoihin, mikä on “monimutkainen ja usein erittäin erikoistunut toimenpide”.

BCI asetetaan kaulavaltimon kautta katetrilla, joka vapauttaa itse laajenevan, biokompatibilisesta Nitinolista valmistetun laitteen aivoihin. Implantoitu BCI havaitsee sitten tietyt aivoaallot ja lähettää ne erilliseen vastaanottimeen, joka on implantoitu rintaan.

Paralyyttisissa potilaissa laite siirtää aikomukset, joita he eivät pysty fyysisesti toteuttamaan, ulkoiseen laitteeseen, mahdollistaen niiden käytön ilman ääntä tai käsiä. Synchronin BCI on suunniteltu pysymään kehossa vuosia, ja jos se hajoaa, sen voi korjata yksinkertaisesti päivittämällä sen ohjelmiston ulkopuolelta.

Vuonna 2020 FDA:n myöntämässä Breakthrough Device -luokituksessa Synchronin BCI sai merkinnän. Siitä lähtien yrityksellä on ollut kaksi koetta laitteelleen, yksi Australiassa, jossa oli neljä potilasta, ja toinen Yhdysvalloissa, jossa oli kuusi potilasta, ja suunnitelmissa on käynnistää kolmas koe sekä kaupallisesti saatavilla oleva järjestelmä ensi vuonna.

“Meillä on mahdollisuus tarjota ensimmäisen luokan kaupallinen BCI,” sanoi Synchronin toimitusjohtaja ja perustaja tohtori Tom Oxley muutama vuosi sitten, mikä saattaa vihdoin toteutua. Samaan aikaan tänä vuonna yritys yhdisti menestyksekkäästi aivo-implanttinsa sekoitetun todellisuuden headsetiin Apple (AAPL ) Vision Pro, suunnittelee yhteyksiä muihin headseteihin ja ilmoitti Amazonin Alexan ensimmäisestä käytöstä BCI:n kanssa.

Lokakuussa yritys raportoi myös, ettei vuoden mittaisessa ihmisturvallisuustutkimuksessa ilmennyt merkittäviä sivuvaikutuksia, joissa käyttäjät pystyivät muuntamaan yksinkertaiset, ajatuksista johdetut aikomukset digitaalisiksi toimiksi tietokoneilla.

Tämä osoittaa Synchronin BCI-teknologian menestystä kliinisissä kokeissa, mikä on saanut yrityksen keskittymään sovellustensa laajentamiseen. Tätä varten se on saanut tukea Bill Gatesilta, Jeff Bezosilta, Khosla Venturesilta, Metisiltä, Forepont Capital Partners, Melbourne-yliopistolta ja Reliance Digitalilta sekä muilta sijoittajilta.

Yrityksen viimeisin rahoituskierros tapahtui kuitenkin kaksi vuotta sitten, kun Synchron keräsi $75 miljoonaa Series C -kierroksessa. Yhteensä se on kerännyt $145 miljoonaa neljässä kierroksessa.

Pääoman keräämisen lisäksi Synchron on myös tehnyt omia investointejaan. Tänä vuonna se hankki Acquandas-yrityksen, saksalaisen yrityksen, joka valmistaa ohutkalvokomponentteja lääketieteellisiin laitteisiin. Tämä yritysosto auttaa neuroteknologiayritystä innovoinnissa ja varmistaa sen toimitusketjun.

3. Precision Neuroscience

Vuonna 2021 perustettu Precision Neuroscience on suhteellisen uusi yritys tällä alalla, jonka on perustanut entinen Neuralinkin perustaja Ben Rapoport. Startupin ydintuote on korkean resoluution kortikaalinen pintaruudukko, nimeltään Layer 7 Cortical Interface.

Layer 7 Cortical Interface on BCI, joka sovittuu aivojen korteksiin vahingoittamatta kudosta. Se on ohutkalvoinen mikroelektrodiruudukko, jonka tavoitteena on hoitaa neurologisia sairauksia tallentamalla ja stimuloimalla hermotoimintaa.

Tässä jokaisessa mikroelektrodiruudukossa on 1024 elektrodia, joiden halkaisija vaihtelee 50–380 mikrometriin, ja ne on kytketty räätälöityyn laitteistoliitäntään. Ohutkalvoteknologia mahdollistaa Precisionsin kaapata signaalit mikron tarkkuudella, tarjoten siten startupin mukaan “ennennäkemättömän näkymän aivojen toimintaan”.

Ohutkalvinen mikroelektrodiruudukko asetetaan kapean viillon kautta kalloon, jonka yritys kuvaa nopeaksi, minimaalisen invasiiviseksi ja käännettäväksi suunnitelluksi.

Precision on jo aloittanut laitteen testaamisen, ja tähän mennessä jopa 27 potilasta on käyttänyt sitä. Laite on implantoitu väliaikaisesti ihmisille heidän läpikäydessään neurokirurgiaa. Tänä vuonna yritys teki itse asiassa maailmanennätyksen asettamalla 4 096 elektrodia yhteen potilaaseen Mount Sinai Health Systemissä.

Menestyksekkään testauksen lisäksi Precision on tehnyt yhteistyötä lääketieteellisten instituutioiden kanssa ja hankkinut Texasissa huippuluokan valmistuslaitoksen implantaattien valmistamiseen. Se on saanut myös FDA:n Breakthrough Device -luokituksen. Yritys pyrkii nyt saamaan ensimmäisen kaupallisen tuotteensa markkinoille vuonna 2025.

Edistääkseen AI-pohjaista aivo-implantaattiaan ja laajentaakseen Precisions kliinistä läsnäoloa, yritys on kerännyt tänä kuukautena uutta rahoitusta $102 miljoonaa, mikä nostaa sen kokonaisrahoituksen $155 miljoonaan.

Tämän kierroksen sijoittajiin kuului General Equity Holdings, B Capital, Stanley Druckenmillerin Duquesne Family Office ja Steadview Capital. Tämän myötä New Yorkissa toimiva ryhmä on saavuttanut arvostuksen noin $500 miljoonaa.

Vaikka se on samankaltainen kuin muut kaksi neuroteknologiayritystä, tämän yrityksen alkuperäinen fokus on myös motorisen halvauspotilaiden auttaminen. Precisionsin tiekartta laajenee käsittelemään neurologisia sairauksia, jotka vaihtelevat pakko-oireisesta häiriöstä (OCD) masennukseen. Co-perustajan ja toimitusjohtajan Michael Magerin mukaan, kyky hallita tietokonetta kaltaista laitetta pelkällä ajatuksella voi antaa vakavasti vammaisille ihmisille mahdollisuuden palata työvoimaan:

“Tavoitteemme on kehittää tuote, joka on riittävän turvallinen ja skaalautuva hoitamaan laajaa valikoimaa neurologisia sairauksia.”

4. Paradromics

Texasissa toimiva Paradromics kehittää suurta tiedonsiirtonopeutta omaavaa BCI:tä, Connexus Direct Data Interfacea, joka muuntaa hermosignaalit puheeksi reaaliaikaisesti vakavasti motorisesti rajoittuneille ihmisille.

Vaikka Paradromics-teknologian hyötyvät potilaat ovat halvaantuneita, sama laite pystyy myös lukemaan esimerkiksi sen, onko joku masentunut tai kokee kroonista kipua.

Kuten Paradromicsin toimitusjohtaja ja perustaja Matt Angle on todennut, yrityksen tehtävänä on ratkaista hoitamattomia aivoterveyteen liittyviä ongelmia sen lääketieteellisen laitteen avulla, joka täyttää täyttämättömiä tarpeita. Hänen mukaansa tällaiset laitteet maksavat kohtuullisesti noin $100 000 per laite.

Laitteen toiminnasta Paradromicsin pääasiallinen tieteellinen johtaja Vikash Gilja selitti, että järjestelmä sisältää elektrodiruudukon implantoimisen aivoon. Kerätty data lähetetään sitten kaapelin kautta, joka on kytketty rintakehään asennettuun täysin implantoituun sisäiseen transceiveriin. Sähkö puolestaan siirretään langattomasti laitteeseen, eikä se vaadi lataamista.

Käyttäjän tarvitsee vain käydä läpi lyhyt kalibrointirutiini oppiakseen kartoituksen, jonka jälkeen järjestelmää voidaan käyttää, ja se voi kestää päiviä ja viikkoja.

“Laitteen rakentaminen, joka havaitsee hermosignaaleja yksittäisen neuronin tarkkuudella ja toimii luotettavasti kehossa vuosien ajan, oli haastavaa. Haluamme toimittaa parhaan mahdollisen laitteen mahdollisimman turvallisella aikataululla.”

– Paradromicsin toimitusjohtaja Angle

Tänä vuonna yritys hyväksyttiin FDA:n uusimpaan ohjelmaan innovatiivisille laitteille, jonka tarkoituksena on “edistää nopeampaa kehitystä” ja laajaa potilaispääsyä. Paradromics on saanut kaksi Breakthrough Device -luokitusta virastolta — yhden potilaiden uudelleen kommunikoinnin mahdollistamiseksi ja toisen tietokoneiden ohjaamiseen.

Yritys valmistautuu nyt ensimmäiseen ihmiskliiniseen kokeeseen vuonna 2025 ja on aloittanut potilaiden rekisteröinnin siihen. Paradromics odottaa myös saavansa kaupallisen hyväksynnän tuotteen myyntiin aikaisintaan vuonna 2029.

Näihin pyrkimyksiin neuroteknologia-startup on kerännyt $121 miljoonaa 14 kierroksella, viimeisin rahoituskierros pidettiin marraskuussa 2023, CB Insightsin mukaan.

5. Neurable

Bostonissa toimiva Neurable perustettiin vuonna 2015 mahdollistamaan ihmisille aivojensa voiman hyödyntäminen arkipäiväisten laitteiden tehostamiseen. Yritys erikoistuu AI-pohjaisiin työkaluihin aivosignaalien kääntämiseksi ja BCI:hen. 

Neruablea ohjaa missio integroida BCI saumattomasti päivittäiseen elämään käyttäjien voimaannuttamiseksi, ja se näkee tulevaisuuden, jossa aivojen data edistää tuottavuutta, turvallisuutta, hyvinvointia ja kliinisiä diagnooseja.

Crunchbasen mukaan Neurable on kerännyt yli $30 miljoonaa yhteensä 13 rahoituskierroksella edistääkseen toimintaansa. Viimeisin rahoitus kerättiin toukokuussa tänä vuonna Ultratech Capital Partnersilta, Pace Venturesilta, TRACilta ja Metaplanetilta, mikä asettaa sen jälkirahoituksen arvostuksen $50–$100 miljoonan välille.

Uusi pääoma käytetään laajentamaan yrityksen teknologiaa ja tekemään sen ei-invasiivinen BCI saatavaksi laajalle kuluttajatuotteiden valikoimalle ja laajemmalle kuluttajayleisölle.

Muutama kuukausi sitten Neurable lanseerasi älykkäät kuulokkeet nimeltä MW75 Neuro, jotka on integroitu sen BCI-teknologiaan. Kuulokkeissa on Bluetooth-yhteys, räätälöidyt 40 mm beryllium-kaiuttimet, adaptiiviset ambient- ja melunvaimennustilat (ANC) sekä kestävä kovakoteloinen matkakotelo. MW75 Neuro -kuulokkeita on rajoitettu varasto, niiden hinta on $699 ja ne ovat saatavilla vain Yhdysvalloissa ja Kanadassa.

BCI-ominaisuudella varustettu arkipäiväinen laite on ensimmäinen kaltaisensa tuote, joka sisällyttää kehittyneet elektroenkefalografia (EEG) -sensorit, jotka AI:n avulla toimivat, kuulokkeiden korvatyynyihin aivosignaalien arvioimiseksi. Tuloksena syntyvä data tarjoaa arvokkaita oivalluksia, jotka voidaan helposti tarkastella Neurable-sovelluksessa. EEG-sensorit mahdollistavat myös käyttäjien keskittymisen seurannan ja uupumuksen ehkäisyn ottamalla taukoja optimaalisina aikoina.

Tuottavuuden parantamisen lisäksi Neurablen kuulokkeet, joita voidaan ohjata pelkästään ajatuksella, pystyvät myös havaitsemaan kognitiivisia poikkeavuuksia, mahdollistaen neurodegeneratiivisten sairauksien kuten Alzheimerin tai Parkinsonin diagnoosin. MW75 Neuro -kuulokkeita käytetään tällä hetkellä Dubaissa sijaitsevassa ikääntymisen klinikassa aivoterveyden mittaamiseen.

Dr. Ramses Alcaiden, Neurablen toimitusjohtajan ja perustajan, mukaan, joka jakoi yrityksen suunnitelmat lisensoida teknologiaa muille yrityksille:

“Nämä kuulokkeet merkitsevät BCI-tekniikan alkua kaikille, ja tulevien käyttötapausten kehitys on jo käynnissä.”

Neurable on myös tehnyt yhteistyötä Air Force Research Labin 711 Human-Performance -osaston kanssa teknologiansa validointiin, mikä on auttanut yritystä varmistamaan $5 miljoonan sopimuksia DOD:lta.

Yhteenveto

Kuten olemme kertoneet, BCI-teknologian ala kehittyy nopeasti, ja yritysten ensisijainen fokus on hoitaa tapauksia, joissa vapaaehtoiset lihasliikkeet ovat rajoitettuja. Yhdysvalloissa miljoonien ihmisten elää erilaisia halvausmuotoja, ja BCI, joka mahdollistaa kyvyn palauttaa vuorovaikutus muiden ja ympäristön kanssa, voi mullistaa ihmisten elämän merkittävästi. 

Vaikka BCI-laitteet tarvitsevat edelleen onnistuneita kliinisiä validointeja, sääntelyhyväksyntöjä ja kykyä käsitellä eettisiä ja yhteiskunnallisia näkökohtia, jotka liittyvät suoraan ihmisaivojen liittämiseen laajempaa käyttöönottoa varten, ne ovat vihdoin tulleet markkinoille, ja niiden avulla ihmisen potentiaalia voidaan kasvattaa valtavasti!

Klikkaa tästä saadaksesi luettelo teknologioista pelottavalla potentiaalilla.