Sein Kommentar zur Technologie Neuralink haben wir im Oktober 2019 veröffentlicht. Im Vergleich zur letztjährigen Präsentation hat sich das Erscheinungsbild des Geräts geändert - jetzt handelt es sich um eine runde Miniaturtafel von der Größe einer Münze und eine Zunge aus einem Elektrodenbündel, die übrigens kleiner geworden sind. Anfangs wurden 3072 Elektroden angekündigt, jetzt sind noch 1024 übrig.
Es ist davon auszugehen, dass die Änderung der Anzahl der Elektroden mit den Aufgaben des Geräts zusammenhängt. Das Gerät zielt darauf ab, bestimmte Gehirnaktivität zu erkennen. Die Präsentation zeigte, wie es zum Lesen von körperlicher Aktivität verwendet wird. Für diese Aufgabe muss ein Chip in den Motorkortex implantiert werden. Dies ist ein kleiner Bereich und 1000 Elektroden sind wahrscheinlich ausreichend.
Wenn wir ein anderes Problem lösen wollen - um die visuellen oder auditorischen Zentren zu stimulieren, ist es notwendig, den Chip in andere Bereiche des Gehirns zu implantieren. Darüber hinaus müssen die Elektroden zur Steuerung komplexer kognitiver Aktivitäten mehrere Bereiche gleichzeitig abdecken. Dies ist keine Frage der Anzahl der Elektroden, sondern der Sicherheit eines solchen Vorgangs.
Es gibt auch neue Funktionen. Als Reporter fragten, ob es möglich sei, Tesla mit Neuralink zu steuern, antwortete Max positiv und fügte hinzu, dass alle Sinne: Sehen, Hören, Berühren elektrische Signale sind, die von Neuronen an das Gehirn gesendet werden. In Anbetracht des Vorstehenden kann davon ausgegangen werden, dass die Technologie zur Steuerung von Smart Home und Internet der Dinge anwendbar ist. In der Präsentation heißt es auch, dass der Chip Musik senden und über eine Bluetooth-Verbindung mit verschiedenen Geräten arbeiten kann. Außerdem wird eine mobile Anwendung zur Steuerung von Neuralink entwickelt. Musk verglich den neuen Prototyp mit Fitbits Fitnessarmbändern mit nur kleinen Drähten im Schädel.
Lassen Sie uns einen Blick darauf werfen, warum die Technologie neu ist und warum Neuralink ein Durchbruch bei der Behandlung kognitiver Beeinträchtigungen sein könnte. Zu diesem Zweck abstrahieren wir von Marketing-Slogans zur chipbasierten Steuerung in StarCraft und von Gesprächen über das Chippen von Personen.
Geräteprototyp vor einem Jahr und jetzt
Warum das Maskenprojekt vielversprechend ist
Die Idee hinter Neuralink basiert auf einer Computer-Gehirnschnittstelle. Der Begriff „Gehirn-Computer-Schnittstelle“ (BCI) tauchte in den frühen 1970er Jahren auf, und die ersten Versuche, die neuronale Aktivität bei Affen zu untersuchen, wurden bereits in den 1960er Jahren durchgeführt. Die Arbeit in diese Richtung ist heute vielversprechend für die Rehabilitation bei motorischen Funktionsstörungen.
Neuralink ermöglicht die nächste Generation invasiver Techniken. Das Gerät enthält bis zu 1024 Elektroden, die über Dutzende von Fäden verteilt sind und mit deren Hilfe es mit dem Gehirn verbunden wird. Um die chirurgischen Einschränkungen zu überwinden, haben die Entwickler einen neurochirurgischen Roboter entwickelt, der bis zu sechs Fäden pro Minute mikrometergenau einführt.
Die Technologie kann als Prototyp für eine invasive Neuro-Schnittstelle für klinische Anwendungen dienen. Neuronale Schnittstellen mit mehreren Elektroden können die Grundlage für neue Technologien und medizinische Lösungen für gelähmte Menschen werden. Die Entwicklung der Technologie wird es ermöglichen, durch die Integration in ein Smart Home und das Internet der Dinge ohne Einschränkungen mit der externen Umgebung zu interagieren.
Neuralink hat keine Analoga in Bezug auf die Anzahl der registrierten Kanäle. Bestehende BCIs, die invasive Aufzeichnungen von mehreren Dutzend Neuronen verwenden, ermöglichen es Affen und Menschen bereits, die Bewegungen des Manipulators mit der Kraft des Denkens zu steuern. Die Zeitschrift Nature veröffentlichte Arbeiten, die zeigen, wie ein Affe mit einem Roboterarm frisst und wie vollständig gelähmte Patienten Objekte mit einem Manipulator greifen und bewegen .
Die Threads des Geräts interagieren mit dem Gehirn.
BCIs sind vielversprechend, um verborgene Informationen über das Gehirn zu erkennen, die mit herkömmlichen Kommunikationskanälen nicht erhalten werden können. Die Verwendung nicht-invasiver BCIs ist durch die geringe Anzahl erkennbarer Befehle begrenzt. Diese Einschränkung ergibt sich aus dem Rauschen und der Unstetigkeit nichtinvasiver EEG-Aufzeichnungen oder der NIR-Spektroskopie.
In dieser Hinsicht sind invasive Elektroden widerstandsfähiger gegen Interferenzen und Artefakte und ermöglichen es, qualitativ hochwertige Aufzeichnungen der neuronalen Aktivität zu erhalten. Für die invasive Aufzeichnung sind jedoch mehr Elektroden erforderlich, um die verteilten Bereiche des Gehirns abzudecken. Mit Hilfe von Neuralink-Methoden kann dieses Problem gelöst werden.
Wie man Epilepsie-Anfälle invasiv vorhersagt
Für uns ist die Technologie der Maske interessant, auch im Hinblick auf unsere eigenen Entwicklungen. Im Labor für Neurowissenschaften und kognitive Technologien arbeiten wir an einem Projekt zur Vorbeugung epileptischer Anfälle.
Wir haben einen BCI entwickelt, der mit drei im Gehirn der Ratte implantierten Elektroden epileptische Anfälle mit einer Genauigkeit von 90% vorhersagen kann. Es gibt jedoch Probleme, die mit der großen Anzahl falscher Vorhersagen verbunden sind. Wenn es um ein Anfallsverhütungssystem mit elektrischer Stimulation geht, führen falsche Vorhersagen zu einer Menge unnötiger Stimulation. Unsere Schnittstelle konnte die Anzahl falscher Vorhersagen minimieren, aber die Genauigkeit der Anfallsvorhersage sank auf 50%.
Lesen Sie mehr über die Entwicklung der Innopolis University im Bereich der Prävention epileptischer Anfälle.
Neuralink erweitert die Möglichkeiten zum Lesen von Gehirnaktivitätssignalen. Die Verwendung von 1000 statt drei Kanälen verbessert höchstwahrscheinlich die Genauigkeit der Vorhersagen eines epileptischen Anfalls erheblich und verringert die Anzahl falscher Vorhersagen.
Um epileptische Anfälle vorherzusagen, muss die neuronale Aktivität in vorbestimmten Fokusbereichen des Gehirns aufgezeichnet werden, in denen sich die Aktivität zuerst manifestiert und die Pathologie am ausgeprägtesten ist. In diesem Fall können Sie einen sich nähernden Angriff schnell erkennen.
Die BCIs der nächsten Generation, die Neuralink hervorrufen könnte, beinhalten die Anregung des Gehirns, epileptische Anfälle bei arzneimittelresistenten Menschen zu unterbrechen oder sogar zu verhindern.
Der unersetzliche Roboterchirurg
Bereits in der ersten Präsentation im vergangenen Sommer zeigte Musk einen Prototyp eines neurochirurgischen Roboters für die Implantatinsertion. Dies ist ein sehr wichtiger Vorteil, da BCIs in der klinischen Praxis nicht verwendet werden, auch aufgrund von chirurgischen Schwierigkeiten und Biokompatibilitätsproblemen. Der Roboterchirurg ist sehr schnell - er stellt bis zu sechs Elektroden pro Minute auf. Das Neuralink-Team möchte die Implantationszeit auf eine Stunde reduzieren und die Operation unter örtlicher Betäubung durchführen, um den Patienten am selben Tag nach Hause zu schicken.
Nach der Idee der Entwickler wird das Problem der Biokompatibilität durch die Verwendung von biokompatiblem Polyimid mit einem dünnen Goldfilm gelöst. Impedanz und Biokompatibilität müssen bei der Auswahl der Materialien berücksichtigt werden. Das Neuralink-Team testete ein mit Polyethylendioxythiophen dotiertes Polymer mit Polystyrolsulfonat und Iridiumoxid. Infolgedessen haben wir für erstere eine niedrigere Impedanz erreicht, für letztere jedoch eine bessere Biokompatibilität. Die Entwickler versprechen, die Forschung in diese Richtung fortzusetzen und Hypothesen zu anderen Arten von leitfähigen Elektrodenmaterialien und Beschichtungen zu testen.
Neuralink Roboterchirurg
Unsere Fragen an Neuralink
Es wäre interessant zu wissen, ob es möglich ist, elektrische Impulse an Zellen abzugeben und gleichzeitig die neuronale Aktivität aufzuzeichnen. Mit anderen Worten, behält die Stimulation die Fähigkeit bei, gleichzeitig die neuronale Aktivität mit minimalen Artefakten aufzuzeichnen?
Wenn diese Funktionalität implementiert ist, wird sie ein weiteres wichtiges Problem im Bereich der BCI lösen - die Fähigkeit, die neuronale Aktivität kontinuierlich anzupassen. Zum Beispiel wird es durch Verhinderung eines epileptischen Anfalls durch elektrische Stimulation möglich sein, die Wirksamkeit dieses Prozesses zu kontrollieren. Es wird möglich sein, die optimale Stimulationsintensität auszuwählen, um einen Angriff zu verhindern und gleichzeitig die negativen Auswirkungen auf das Gehirn zu minimieren.
Wenn man weit in die Zukunft blickt, kann man unter den unerwünschten Wirkungen von BCIs mit im menschlichen Gehirn implantierten Elektroden das Potenzial erkennen, menschliches Verhalten nicht nur über die Medien zu steuern und zu manipulieren, sondern auch Befehle direkt an das Gehirn zu senden. Dies stellt erhöhte Anforderungen an die Verschlüsselung und den Schutz der in BCI verwendeten Daten und Protokolle. Jetzt scheint es fantastisch, aber in Zukunft wird sich diese Frage sicherlich stellen.
Über die Ethik solcher Methoden wird viel diskutiert. Es ist interessant, wie die öffentliche Position zu diesem Thema am Ende formuliert wird. Würde die Mehrheit freiwillig Neuroimplantate installieren wollen? Schreiben Sie in die Kommentare, was Sie darüber denken. Würden Sie so etwas zustimmen, um Tesla auf dem Parkplatz zu finden oder das Licht in der Wohnung durch die Kraft des Denkens einzuschalten?