Bioteknologia
Neuralink – Ensimmäisen onnistuneen istutuksen jälkeen, mitä seuraavaksi?
Neuralink on saavuttanut suuren virstanpylvään, kun sen miljardööri-perustaja Elon Musk ilmoitti, että ensimmäinen sirua saanut henkilö pystyy nyt ohjaamaan tietokoneen hiirtä ajatuksillaan.
“Edistyminen on hyvää, ja potilas näyttää toipuneen täysin, ilman meille tiedossa olevia haittavaikutuksia. Potilas pystyy liikuttamaan hiirtä näytöllä pelkästään ajatellen.”
– Musk, joka on myös X:n (aiemmin Twitter), Teslan ja SpaceX:n takana, Spaces-tapahtumassa sosiaalisen median alustalla X
Tämä päivitys tulee sen jälkeen, kun yritys istutti onnistuneesti sirun ensimmäiseen ihmispotilaaseen viime kuussa. Tätä varten Neuralink aloitti rekrytoinnin viime vuoden syyskuussa osana “PRIME Study” -tutkimusta, jonka lyhenne on “Precise Robotically Implanted Brain-Computer Interface”. Yrityksen mukaan tutkimus tutkii implantin, kirurgisen robotin ja laitteen toiminnallisuuden turvallisuutta.
Yksi Muskin kunnianhimoisimmista hankkeista on Neuralink, Kaliforniassa toimiva neuroteknologiayritys. Se perustettiin vuonna 2016 ja nousi julkisuuteen vuonna 2017. Reutersin mukaan sen arvo oli viime vuonna noin 5 miljardia dollaria. Startupin viimeisin tunnettu varainkeruu tapahtui vuonna 2021, jolloin se keräsi 205 miljoonaa dollaria yksityisessä rahoituskierroksessa lähes 2 miljardin dollarin arvostuksella, tietopalvelun Pitchbook mukaan.
Tämä arvonnousu tapahtui, kun Yhdysvaltain viranomaiset hyväksyivät aivo-sirun ihmiskoe. “Tämä on uskomattoman työn tulos Neuralink-tiimin ja FDA:n tiiviissä yhteistyössä, ja se edustaa tärkeää ensimmäistä askelta, jonka avulla teknologiamme voi tulevaisuudessa auttaa monia ihmisiä,” yritys totesi toukokuussa 2023 tweetissä, jossa kerrottiin Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkeviraston (FDA) hyväksymästä in-human kliinisestä tutkimuksesta.
Virasto hyväksyi pyynnön vain muutama kuukausi sen jälkeen, kun se oli hylännyt Neuralinkin hakemuksen aivo-sirujen testaamisesta ihmispotilailla turvallisuushuolten vuoksi. Yritys ei ole julkistanut näitä yksityiskohtia, mukaan lukien koehakemusta ja FDA:n hylkäystä sekä huolia. Kuitenkin yksityisenä yrityksenä Muskin Neuralink ei ole velvollinen paljastamaan tällaisia tietoja sijoittajille.
Neuralinkin avulla Musk pyrkii yhdistämään ihmistietoisuuden tekoälyyn. Kuten hän paljasti podcastissa vuosia sitten, yrityksen tarkoituksena oli “tukea digitaalisen superälyn aiheuttaman eksistentiaalisen riskin käsittelemistä”, ja jos et voi voittaa, liity siihen, hän sanoi.
Julkisessa yritystapahtumassa vuonna 2020 Musk totesi: “Tulevaisuus tulee olemaan outo”, kun hän esitteli mahdollisuuden, että ihmiset voivat “tallentaa ja toistaa muistoja” Neuralinkin teknologian avulla.
Edistämällä tätä visiota myöhäisessä vuonna 2022 pidetyssä “show and tell” -rekrytointitapahtumassa hän korosti entisestään Neuralink-laitteen saumatonta integrointia väittäen: “Voisit saada Neuralink-laitteen istutettuna juuri nyt, etkä edes huomaisi sitä.” Musk ilmoitti myös henkilökohtaisesta sitoutumisestaan projektiin lisäten: “Itse asiassa yhdessä näistä demoista minäkin teen sen,” viitaten suunnitelmaansa saada joskus itse yksi Neuralink-implanteista.
BCI ja ihmispotentiaalin vahvistaminen
Neuralinkissa keskitytään kehittämään istutettavaa aivo-tietokone -rajapintaa (BCI). BCI tarjoaa viestintäyhteyden aivojen ja ulkoisen laitteen välillä. Se vastaanottaa aivosignaaleja, analysoi ne ja muuntaa ne komentoiksi, jotka välitetään laitteille toteuttamaan haluttuja toimintoja.
BCI:n ensisijainen tavoitteena on palauttaa toimintoja ihmisille, joilla on neuromuskulaarisia häiriöitä. Tällaiset häiriöt vaikuttavat aivojen ja selkäytimen sekä kehon välisten sensoristen ja motoristen hermojen yhteyksiin. Aivoinfarkti, aivoverenkiertohäiriö, lihasdystrofia ja amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS) ovat esimerkkejä neuromuskulaarisista häiriöistä.
Teknologian perusteella BCI:t voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: invasiivisiin ja ei-invasiivisiin. Invasiivisessa BCI:ssä laitteet istutetaan aivoihin korkealaatuisten signaalien saamiseksi. Ei-invasiivinen BCI puolestaan käyttää EEG-signaaleja, jotka otetaan asettamalla elektrodeja päänahkaan.
BCI-teknologia on ollut nopeasti kasvavan tutkimuksen ja kehityksen keskiössä, mikä innostaa suuresti kliinikkoja, tiedemiehiä, insinöörejä, yrityksiä ja yleisöä. Tämä johtuu siitä, että teknologialla on merkittäviä etuja lääketieteellisillä aloilla, aina ennaltaehkäisystä havaitsemiseen, diagnosointiin, kuntoutukseen ja palauttamiseen.
BCI:itä kokeillaan maailmanlaajuisesti kognitiivisen suorituskyvyn parantamiseksi. Viime vuoden lopulla Stanfordin yliopiston ja Kalifornian yliopiston San Franciscon tutkijat julkaisivat löydöksensä Nature-lehdessä, osoittaen, että BCI:t ovat mahdollistaneet kahden halvaantuneen naisen puhua uudelleen ennennäkemättömällä nopeudella ja tarkkuudella.
Samaan aikaan Neuralink kehittää laitetta, jonka koko on kolikon verran, ja se istutetaan kirurgisesti kalloon koneella nimeltä R1, jonka hyvin ohuet johdot menevät aivoihin. Laite tallentaa aivojen aktiivisuuden ja lähettää sen Bluetooth-yhteyden kautta toiseen laitteeseen.
Täysin istutettava ja kosmeettisesti näkymätön BCI-siru, nimeltään N1, on hermetiikassa suljettu biokompatibilissa kotelossa ja sitä virtalähtelee ulkopuolelta langattomasti ladattava pieni akku.
Neuraalisen toiminnan tallentamiseen N1-implanti käyttää 1024 elektrodia, jotka on jakautuneet 64 lankaan, jotka ovat erittäin joustavia ja ohuita vaurioiden minimoimiseksi. Niin hienojen johtojen vuoksi Neuralink käyttää kirurgista robottia, koska näitä implantin lankoja ei voida asettaa ihmiskäsillä. Kahdeksan jalan korkuinen robotti sisältää pään, jossa on viiden kamerajärjestelmän optiikka ja sensorit sekä optisen koherenssitomografian (OCT) järjestelmän optiikka, sekä neula, joka on ohuempi kuin ihmisen hius, tarttuu, asettaa ja vapauttaa lankoja.
Kun neurot signaalit on prosessoitu, siru lähettää ne langattomasti Neuralink-sovellukseen, joka purkaa datavirran toimiksi ja aikomuksiksi.
Muksen mukaan yrityksen ensimmäinen tuote, nimeltään Telepathy, mahdollistaisi ihmisten ohjata puhelimiaan tai tietokoneitaan “pelkän ajatuksen voimalla”. Yritys väittää, että sirun istuttaminen aivojen motorista toimintaa ohjaavaan osaan mahdollistaisi myös neurologisten häiriöiden voittamisen. Muskin suuret tavoitteet Neuralinkille sisältävät myös sirun käyttämisen hoitamaan esimerkiksi autismia ja skitsofreniaa.
Kasvava kiinnostus ja kilpailu BCI:ssä
Neuralink on varmasti saavuttanut suuren saavutuksen. Kuitenkin ihminen, jolla on BCI ja joka ohjaa kursoria, ei ole uusi ilmiö. Itse asiassa se saavutettiin jo vuosikymmeniä sitten, vuonna 2004, kun taas ei-inhimilliset kädelliset ovat tehneet sen jo ennen sitä. Vuonna 2002 neurotieteilijä John Donoghue julkaisi myös paperin, jossa näytettiin apinan pelaavan videopeliä aivoillaan, käyttäen alkeellista versiota BrainGateista, ja testasi järjestelmää useissa lisäkokeissa.
Tammikuussa 2023 tehty tutkimus, jossa analysoitiin lähes kahden vuosikymmenen turvallisuustietoja BrainGate-teknologian kliinisistä kokeista, havaitsi alhaisen haittatapausten määrän istutetuista BCI:istä. Johtopäätöksenä oli, että teknologian potentiaali palauttaa viestintä ja liikkuvuus oikeuttaa jatkuneen arvioinnin.
Samaan aikaan, vuonna 2014, tutkimuksessa, jonka suoritti University Of Pittsburgh School Of Medicine, nelijalkaisen naisen teki lääketieteellistä historiaa, kun hän käytti robottikättä pelkän ajatuksensa avulla poimimaan pallon ja muita esineitä. Tähän tutkimukseen pienet elektrodiruudut, joissa oli 96 pientä kosketuspistettä, istutettiin kirurgisesti naisen aivoihin vuoden 2012 alussa.
Ei-invasiivisia laitteita on myös käytetty kliinisissä kokeissa pitkään, vaikka ne eivät ole vielä saaneet FDA:n hyväksyntää kaupalliseen kehitykseen.
Esimerkiksi Microsoftin perustaja Bill Gates ja Amazonin perustaja Jeff Bezosin tukema Synchron istutti laitteensa Yhdysvaltain potilaaseen heinäkuussa 2022 ilman, että kalloihin täytyi tehdä leikkausta. Sen BCI sijoitetaan aivojen verisuoneen ja tallentaa hermosolukunnan keskimääräisen toiminnan, lisäksi mahdollistaa kursori-ohjauksen.
Menneen vuoden alussa Synchron raportoi löydöksistään ihmisstudiossa, jossa halvaantuneille potilaille annettiin Stentrode-neuroproteesin implantaatti. Tulokset osoittivat, että laite mahdollisti osallistujille digitaalisten kytkimien luomisen henkilökohtaisen tietokoneen ohjaamiseksi “tavallisiin digitaalisiin toimintoihin” kuten tekstiviestien lähettämiseen, sähköpostiin ja verkkokauppaan.
Sitten on Precision Neuroscience, joka alle vuosi sitten ilmoitti ensimmäisten inhimillisten toimenpiteiden valmistumisesta kliinisessä tutkimuksessaan BCI:stä, Layer 7 Cortical Interface -laitteesta, jossa on 1 024 pientä elektrodia upotettuna joustavaan kalvoon, joka mukautuu aivojen pinnalle. Tämä tutkimus, joka toteutettiin yhteistyössä West Virginian yliopiston Rockefeller Neuroscience Institute -laitoksen kanssa, pyrki tallentamaan ja kartoittamaan aivojen toimintaa erittäin tarkasti.
Vaikka Neuralink ei selvästi ole ensimmäinen yritys, joka istuttaa aivo-siruja ja ohjaa hiirtä pelkän ajatuksen avulla, kun otetaan huomioon, että tällä hetkellä on käynnissä noin 40 BCI-tutkimusta, se on hyvä edistysaskel. Lisäksi, mitä enemmän yrityksiä osallistuu, sitä parempi se on BCI-alalle, sen kehitykselle ja ihmisille.
Esteet BCI-tavoitteiden täysimääräisessä toteuttamisessa
Kun Neuralink jatkaa edistymistään, sen seuraava tavoite on saada potilaalta mahdollisimman paljon hiiren napsautuksia. Kuitenkin, kuten tähänastinen matka, myös tämä tie eteenpäin ei ole sujuva.
Vasta viime vuonna startup sai hyväksynnän ihmiskoe-rekrytointiin. Kuitenkin vasta vuoden 2022 alussa Neuralink haki FDA:n lupaa, vaikka Musk on ennustanut vuodesta 2019 lähtien, että hänen yrityksensä aloittaisi aivo-implantin ihmiskoe pian.
Tämä viive johtui siitä, että sääntelyviranomainen FDA oli huolissaan laitteen litiumparistosta ja siitä, miten yritys voi poistaa laitteen vahingoittamatta aivukudosta. Muskin lääketieteellisten laitteiden yrityksen työntekijöiden mukaan FDA:n merkittävät turvallisuushuolenaiheet koskevat myös implantin pienten johtojen, jotka kantavat elektrodeja, mahdollisuutta siirtyä aivojen muihin alueisiin, mikä voi aiheuttaa tulehdusta ja heikentää aivojen kriittisten alueiden toimintaa.
Aikaisemmin tänä vuonna Yhdysvaltain liikenneministeriö sakotti yrityksen siitä, että se ei rekisteröitynyt vaarallisen aineen kuljettajaksi.
Ennen sitä, vuonna 2022 Yhdysvaltain maatalousministeriö tutki eläinkiusauksia Neuralinkissä sen jälkeen, kun työntekijät syyttivät yritystä kiirehtimään testejä ja epäonnistumaan testieläinten toimenpiteissä tulosten saavuttamiseksi, mutta viraston tarkastus ei löytänyt tällaista rikkomusta. Yritystä tarkasteltiin, kun apina kuoli yrityksen yrittäessä saada eläimen pelaamaan ping-pongia.
Ennen ihmiskoeita Neuralink testasi siruaan apinoilla ja sioilla, esittäen videoita, joissa apinat “pelaavat” perusvideopelien kautta Neuralink-implantejaan. Vuonna 2020 startup esitteli alustavan kolikon kokoisen laitteen sian nimeltä Gertrude, ja vuonna 2021 siru istutettiin makak-apeille. Kuitenkin on raportoitu ongelmista implanteissa apinoilla, mukaan lukien aivojen turvotus, verenvuoto, krooniset infektiot, kohtaukset, halvaus, heikentynyt psyykkinen terveys ja kuolema.
Yritys on sen jälkeen siirtynyt ihmiskoeisiin. Itse asiassa, kun Neuralink sai FDA:n hyväksynnän inhimillisiin kliinisiin kokeisiin, yritys aloitti potilaiden rekrytoinnin, joilla on kaulaväylävamman tai ALS:n aiheuttama nelijalkaisuus.
Nyt Musk on jakanut, että sirun saanut henkilö on täysin toipunut, ja ensimmäinen ihmiskoe tuotti rohkaisevia tuloksia. Muskkin on kommentoinut asiaa. Hän sanoi, että ihmiskoe‑kohde “näyttää siltä, että hän on toipunut täysin” ilman haittavaikutuksia.
Tulevaisuus: Mitä seuraavaksi?
Vaikka Neuralink tekee asteittaista edistystä, kaikki eivät ole tyytyväisiä tähän kehitykseen. Jotkut tutkijat ovat jopa ilmaisseet huolensa implantin läpinäkyvyyden puutteesta, aivoleikkauksiin liittyvistä mahdollisista riskeistä ja aivo-sirun eläinkokeiden eettisyydestä. Lisäksi tietoja koe‑vapaaehtoisesta on ollut vähän.
Nature-lehden mukaan Sameer Sheth, professori ja tutkimusosaston varapuheenjohtaja Texasin Baylor College of Medicinein neurokirurgian osastolla, sanoo, että Neuralink “jakaa vain ne palaset, jotka he haluavat meidän tietävän”, mikä korostaa laajaa huolta tiedeyhteisössä.
Lisäksi on valvonta-, kyberturvallisuus- ja yksityisyysongelmia, ja vähän tietoa on saatavilla siitä, miten dataa käytetään ja pystyykö käyttäjä säilyttämään hallinnan omiin henkilökohtaisiin tietoihinsa ja neuroaktiivisuuteensa. Tiedemiehet ovat myös huolissaan henkilöllisyysvarkaudesta ja salasanojen hakkeroinnista.
Kuluttajilla ei kuitenkaan ole pääsyä teknologiaan lähiaikoina, koska ihmiskoe on juuri aloitettu, ja jotta Neuralinkin aivo-implanteista tulisi laajasti saatavilla, ne tarvitsevat ensin sääntelyviranomaisten hyväksynnän.
Mitä tulee Neuralinkin teknologian laajamittaiseen hyväksyntään, se riippuu laitteen lääketieteellisestä tehokkuudesta ja tietenkin turvallisuudesta.
Tämä on vasta alkua, sillä BCI-teknologia on edelleen kehityksensä alkutaipaleella. Nykyinen teknologia on melko karkeaa, ja BCI-tutkimus ei ole vielä kypsää. Samalla eettiset kysymykset haastavat tätä kehitystä, mikä vaatii harkittua lähestymistapaa BCI:n suhteen ihmispotentiaalin vahvistamisessa.
Lisäksi Muskin tavoite BCI:n kanssa ylittää halvaantuneiden potilaiden auttamisen. Hän pyrkii auttamaan ihmisiä laajasti “pysymään tahdissa” tekoälyn (AI) kanssa ja edistämään “symbioosia” ihmisten ja tekoälyn välillä. Lyhyesti sanottuna Neuralinkin tavoite BCI-teknologiansa kanssa on lopulta “avata ihmispotentiaali huomenna”.
Klikkaa tästä oppiaksesi kaikesta seuraavan tason ihmisen evoluutiosta.
