Elon Musk agy-számítógép interfészével ellentétben a Synchroné nem igényel nyitott koponyaműtétet, és egy beépített OpenAI chatbottal rendelkezik.
Mark JacksonGondolataival számítógépes játékot játszik. Miközben hátradől az ágyban, három kék kör jelenik meg egy laptop képernyőjén néhány méterre tőle. Az egyik pirosra vált: a célpont. Jackson egy fehér kört irányít, amelyet a célpont felé kell irányítania anélkül, hogy belefutna a kék akadályokba. A játék egy kicsit olyan, mint a Pac-Man . Csakhogy joystick helyett Jackson a gondolataival irányítja a kis fehér kört. Balra lépéshez arra gondol, hogy egyszer ökölbe szorítja a jobb kezét. Jobbra lépéshez arra gondol, hogy kétszer egymás után megteszi, mint egy dupla kattintást.
A 65 éves, lebénult Jackson ügyes ebben a játékban. Belevegyül a piros körbe. Az kékre vált, és kielégítő csettintést hallat! Eltalálta a célt. A következő körben a körök helyet cserélnek. Továbblép a következő, majd a rákövetkező körbe, és 15-ből 14 alkalommal sikeres. Korábban már 100 százalékot ért el ebben a játékban. De hát gyakorolt már egy kicsit.
Néhány évvel ezelőtt pittsburghi sebészek egy kísérleti agy-számítógép interfészt (BCI) ültettek be Jacksonba. A New York-i székhelyű Synchron startup által gyártott eszköz dekódolja Jackson agyjeleit, hogy parancsokat hajtson végre a laptopon és más eszközökön. Ő egyike annak a 10 embernek – hatan az Egyesült Államokban és négyen Ausztráliában –, akik egy korai megvalósíthatósági tanulmány részeként megkapták a Synchron implantátumot. A játékok mellett a BCI lehetővé teszi számára, hogy szöveges üzeneteket küldjön, e-maileket írjon és online vásárlást végezzen.
Jackson orvosi története körülbelül öt évvel ezelőtt kezdődött, amikor Georgiában élt és egy virágnagykereskedelmi cégnél dolgozott – ez volt az álommunkája. Azt hitte, becsípett egy ideget a nyakában. De 2021 januárjában az Emory Egyetem orvosai közölték vele, hogy a diagnózis sokkal súlyosabb: amiotrófiás laterális szklerózis. Az ALS egy neurodegeneratív betegség, amely az agyban és a gerincvelőben lévő idegsejtek idővel történő lebomlását okozza, ami az izomkontroll fokozatos elvesztéséhez vezet. Jackson orvosa megkérdezte, hogy érdekelné-e egy ALS-gyógyszert tesztelő klinikai vizsgálatban való részvétel. Jackson azt mondta, hogy ez egyértelmű.
2022 decemberére azonban elvesztette a képességét, hogy gépeljen, vagy virágvödröket emeljen a munkahelyén, és abba kellett hagynia a munkát. Beköltözött a testvéréhez, Pittsburgh közelébe. „A mozgásképesség és a függetlenség elvesztése, ami ezzel a betegséggel jár” – mondja Jackson –, „sok mindent fel kell dolgozni és mindent fel kell dolgozni.” Igyekezett pozitív maradni, miközben a betegsége előrehaladt. Amikor a gyógyszerkísérlet 2023 nyarán véget ért, alig várta, hogy csatlakozzon egy másik tanulmányhoz, amelynek esélye volt segíteni az ALS-én.
Synchron BCI-vizsgálata éppen akkor kezdődött a Pittsburghi Egyetemen. Bár az implantátum nem lassítaná Jackson ALS-ének progresszióját, visszaadhatná neki a betegség miatt elvesztett autonómiájának egy részét. „Azonnal izgatott lettem miatta” – mondja Jackson.
2023 júliusában kezdődött a kivizsgálási folyamat, és hat héttel később Jackson már a műtőben volt. Egy nagyjából háromórás beavatkozás során a sebészek először a Stentrode-ot , egy gyufaszál méretű dróthálós csövet helyeztek a nyaki vénájába a nyaka alján. Egy katéter segítségével óvatosan felvezették az eszközt az éren keresztül, a fül mellett túl, majd a fej oldalába, hogy az a motoros kéreghez, az agy azon részéhez feküdjön, amely az akaratlagos mozgást szabályozza. Ezután egy kis téglalap alakú eszközt helyeztek Jackson kulcscsontja alá, amely feldolgozza az agyi jeleket, és infravörös hullámhosszon keresztül a testen kívülre sugározza azokat. Ezeket a jeleket egy lapát alakú vevő gyűjti össze, amely Jackson mellkasán helyezkedik el, majd egy vezetéken keresztül egy egységhez küldi, amely parancsokká alakítja azokat. Amikor a rendszer csatlakoztatva van, egy pár zöld fény világít át az ingén.
A műtét után hónapokig tartott a kezdeti csatlakozás létrehozása. Jackson mellkasa feldagadt a beavatkozástól, ami rontotta a jel minőségét. Ráadásul a külső egység csak bizonyos távolságra lehet a belsőtől. Annyi próbálkozást és hibát igényelt, hogy Jackson attól tartott, soha nem fog működni. „Nagy volt az izgalom” – mondja. Amikor az egységek végre 2023 októberében csatlakoztak, Jackson hatalmas feszültségoldást érzett.
Amikor egy személyre felhelyeznek egy térdhajlító idomot (BCI), arra kérik, hogy gondolkodjon el bizonyos cselekvések végrehajtásán, például az ököl kinyitásán és összezárásán, hogy a rendszer megtanulja társítani az agyi aktivitás ezen mintázatát az adott cselekvéssel. Ezt úgy teszi, hogy mesterséges intelligencia által vezérelt szoftvert használ az idegi jelek dekódolására és értelmezésére. Annak ellenére, hogy Jackson lebénult, és valójában nem tudja mozgatni a kezét, az adott mozgáshoz kapcsolódó neuronok továbbra is aktiválódnak, amikor megpróbál ökölbe szorítani. A térdhajlító idomok ezt a mozgásszándékot képesek leolvasni.
Ha a Synchron eljárása soknak tűnik, vegyük figyelembe, hogy más agyi implantátumok, nos, agysebészettel járnak. A Synchron fő versenytársa, Elon Musk Neuralinkje , egy koponyadarabot távolít el, és egy érme méretű eszközzel helyettesíti, amely 64 robot által elhelyezett drótszálon keresztül közvetlenül az agyszövetbe rögzül. Musk cége eddig kilenc önkéntesnek ültette be az eszközét. Néhányukat a beavatkozás másnapján ki is engedték a kórházból. Míg az olyan invazív implantátumok, mint a Neuralinké, az agyszövet károsodásának és vérzésének kockázatát hordozzák, a Synchron eszközével kapcsolatos fő aggodalmak a vérrögök és a stroke. Bármely beültetett eszköz fertőzésveszélyt hordoz magában.
A Synchron megközelítésének köszönhetően előnyre tett szert az agyi implantátumok kereskedelmi forgalomba hozataláért folytatott versenyben. Bár a Neuralink 1,3 milliárd dolláros finanszírozásához képest eddig mindössze 145 millió dollárt gyűjtöttek össze, olyan nagy nevek finanszírozását is elnyerték, mint Jeff Bezos és Bill Gates. Állítólag maga Musk is fontolóra vette a befektetést, amikor a Neuralink fejlesztése elakadt. A vállalat pedig folyamatosan bővíti BCI-jének funkcióit, így az kompatibilis számos meglévő fogyasztói technológiával.
Tavaly a Synchron bevezette az OpenAI által működtetett generatív csevegési funkciót , hogy segítse a felhasználókat a kommunikációban. Emellett csatlakoztatta eszközét az Apple Vision Próhoz, amelyet Jackson mostanában rendszeresen használ szórakozásra. Ezután integrációt hajtott végre az Amazon Alexával, amely lehetővé teszi a Stentrode címzettjei számára, hogy csak a gondolataikkal használják a virtuális asszisztenst. Az év elején pedig a Synchron és az Apple bemutatott egy Bluetooth protokollt a BCI-khez, így amikor a Synchron rendszere be van kapcsolva, automatikusan felismeri és csatlakozni tud egy iPhone-hoz, iPadhez vagy Vision Próhoz. A Synchron most egy nagyobb, kulcsfontosságú tesztre készül, amely a kereskedelmi forgalomba hozatalhoz szükséges.
Míg Musk az elme és a gép transzhumanista fúzióját képzeli el, a Synchron a súlyos fogyatékossággal élő emberek, például Jackson azonnali szükségleteinek kielégítésére összpontosít. Ha a Synchron elnyeri a biztosítók és a szabályozók támogatását, az új korszakot nyithat az agyi eszközök terén, amelyek helyreállítják a kommunikációt és a mozgást, kezelik a neurológiai rendellenességeket és a mentális betegségeket, valamint észlelik és monitorozzák az agyi állapotokat és betegségeket. És bár nem ez a Synchron célja, minimálisan invazív technológiája végül biztonságos, diszkrét eszközökhöz vezethet, amelyek egy napon lehetővé tehetik bárki számára, hogy csak a gondolataival játsszon videojátékot vagy böngésszen az interneten.
Tom Oxley, Synchron’stársalapító és vezérigazgató nem kifejezetten egy gondolatolvasó cég alapítására törekedett. Miután 2005-ben befejezte orvosi tanulmányait az ausztráliai Monash Egyetemen, tudta, hogy az agyra szeretne szakosodni, akár neurológiára, akár pszichiátriára – ehhez pedig először belgyógyászati képzést kellett végeznie. A képzés részeként Oxley három hónapot töltött egy ALS-ben szenvedő betegek palliatív ellátó klinikáján. „Rendkívül intenzív volt” – mondja.
Később, egy Mildura vidéki régióban töltött klinikai gyakorlata során összebarátkozott Rahul Sharmával, aki kardiológusnak készült. Sharma indiai ételeket főzött, és hosszú, filozofikus beszélgetéseket folytattak az orvostudomány jövőjéről. Sharma mesélt Oxley-nak a nyílt szívműtétről a minimálisan invazív technikákra való áttérésről, amelyek során katétereket helyeznek az erekbe. Oxley arra gondolt: „Mi lenne, ha ezek a technikák eljutnának az agyba is?” Végül is az agy hatalmas érhálózattal rendelkezik. Hamarosan a ketten arról beszélgettek, hogy stenteket helyezhetnek be az agyba a gyógyszerek beadására – mondja Sharma, a Synchron társalapítója és orvosi igazgatója.
Aztán 2008-ban Oxley rábukkant egy 2006-os, a Nature tudományos folyóiratban megjelent mérföldkőnek számító tanulmányra, amely leírta, hogyan irányított sikeresen gondolataival két lebénult, agyi implantátummal rendelkező beteg egy számítógépet. Egyikük egy robotkart is képes volt mozgatni. Az úttörő eredmények eléréséhez a Brown Egyetem és a Massachusetts Általános Kórház csapata egy Utah tömb nevű eszközt használt, amely egy 4 x 4 mm-es rács 100 apró fémtüskével. A Utah tömb behatol az agyszövetbe, és a tüskék hegyén lévő elektródák rögzítik az egyes neuronok tüzelését. A tömb elhelyezése koponyametszéssel jár, amelynek során a koponya egy darabját ideiglenesen eltávolítják. Az első személy, aki megkapta az implantátumot, Matthew Nagle képes volt mozgatni a kurzort, e-maileket olvasni, pingpongozni és kört rajzolni a képernyőn.
„Abban a pillanatban izgatott lettem a BCI iránt” – mondja Oxley.
Sharmával együtt elkezdtek gondolkodni azon, hogy elektródákat helyeznek a stentekre, hogy rögzítsék az agyból érkező jeleket. A Stentrode mögött meghúzódó ötlet kezdett formát ölteni. Miután 2009-ben befejezte belgyógyászati ösztöndíját, Oxley felhívta az Egyesült Államok Védelmi Fejlett Kutatási Projektjeinek Ügynökségét (Darpa), amely a csontvelői interferenciákkal (BCI) foglalkozott. Egy Darpa programmenedzser úgy gondolta, hogy találmánya lehetővé teheti a végtagjaikat elvesztő katonák számára a robotkarok irányítását, és meghívta Oxleyt a Walter Reed Hadsereg Orvosi Központjába, hogy bemutassa ötletét.
A Darpa végül 1 millió dollárral finanszírozta Oxley és Sharma félkész koncepcióját, majd két évvel később megalapították a SmartStent nevű céget, amelyből végül Synchron lett. A startup további 5 millió dolláros támogatást kapott az ausztrál kormánytól, később pedig további 4 millió dollárt a Darpától és a Haditengerészeti Kutatási Hivataltól. Felbérelték Nicholas Opie biomedicinális mérnököt, aki akkoriban egy bionikus szemen dolgozott, a Stentrode megtervezéséhez, és 2012-re a cég megkezdte az eszköz beültetését juhokba. 2019-ben az első emberi alany megkapta a Stentrode-ot egy korai megvalósíthatósági tanulmányban Ausztráliában. (A Neuralink első emberi műtétje 2024 januárjában volt.)
Vinod Khosla, akinek a kockázati tőkebefektetési cége befektetett a Synchronba, úgy véli, hogy a Stentrode gyorsabban felskálázható, mint más fejlesztés alatt álló, invazív agysebészeti beavatkozást igénylő agyi inverterek. Ezekhez az eszközökhöz speciálisan képzett idegsebészekre – vagy a Neuralink esetében sebészeti robotokra – is szükség lenne. Khosla szerint sokkal több kardiológus van, akit kiképeztek stentek beültetésére.
A Synchron megközelítése azonban kompromisszumokkal jár. A véredény belsejéből kiindulva a készülék 16 elektródát használ, amelyek a stent felületére vannak elrendezve, hogy rögzítse az agyi aktivitást. Mivel távolabb helyezkedik el az egyes neuronoktól, mint a Utah-i tömb és a Neuralink eszköz, gyengébb jelet vesz fel.
A BCI kutatói ezt „stadioneffektusnak” nevezik. Ha egy stadionban ülsz, hallhatod a körülötted zajló beszélgetéseket. Ha a stadionon kívül ülsz, hallanád a tömeg morajlását, és talán meg tudnád állapítani, mikor született gól. „A kérdés az, hogy mennyire kell ezt hallani ahhoz, hogy valami hasznosat tegyünk a téma szempontjából?” – mondja Kip Ludwig, a Wisconsin-Madisoni Egyetem professzora és a Wisconsin Institute for Translational Neuroengineering társigazgatója, aki nem vesz részt a Synchron projektben.
A Neuralink implantátuma több mint 1000 elektródát tartalmaz, amelyek 64 rugalmas drótszálon vannak elszórva. Több elektróda azt jelenti, hogy több információ kinyerhető az agyból, de a több nem feltétlenül jelent jobbat, különösen olyan viszonylag egyszerű feladatok végrehajtásánál, mint például a kurzor mozgatása a számítógép képernyőjén. „A minimálisan megvalósítható termék az iPhone-on való navigálás és kiválasztás lehetősége” – mondja Oxley. „Úgy gondoljuk, hogy ez lesz az alapvető felhasználási eset.”
Ezen túlmenően Oxley hatalmas lehetőséget lát abban, hogy a kis vérereket az agy új részeinek eléréséhez vezető utakként használják. „Úgy gondoljuk, hogy ez tízszer nagyobb agyi lefedettséget tesz lehetővé” – mondja. Több stentrode az agyban természetesebb kontrollt és összetettebb funkciókat tehet lehetővé.
Mielőtt egy 2026-ban esedékes, 30-50 alany bevonásával zajló kulcsfontosságú vizsgálatra kerülne sor, a rendszer néhány kulcsfontosságú kérdéssel fog szembesülni a technológiájával kapcsolatban – nevezetesen, hogy milyen előnyökkel jár, és hogyan lehet ezeket az előnyöket mérni? „Ezek a technológiák annyira újak, és lehetőséget kínálnak olyan funkciók helyreállítására, amelyeket még egyetlen más eszköz vagy megközelítés sem képes helyreállítani” – mondja Leigh Hochberg, a Massachusetts General Hospital és a Brown Egyetem BCI-kutatója, és az Oxley-t inspiráló 2006-os tanulmány egyik szerzője. Nincsenek „egyszerűen alkalmazható, validált kimeneteli mutatók”.
Ahhoz, hogy a Synchron implantátuma elnyerje az Egyesült Államokban az engedélyt, az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóságnak (FDA) látnia kell, hogy az előnyök meghaladják az eszközzel járó kockázatokat. És ha jóváhagyják, milyen mértékben fedezik a biztosítók a betegek költségeit? Más gyógyszerekkel és orvostechnikai eszközökkel ellentétben a vérkeringést segítő eszközök nem kezelnek alapbetegséget. Inkább segédeszközökhöz hasonlítanak.
Ahogy a terület fejlődik, és egyre több startup törekszik a kereskedelmi forgalomba hozatalra, a vállalatok és a szabályozó hatóságok is próbálnak ilyen méréseket kidolgozni. Már léteznek olyan értékelő eszközök, amelyekkel felmérhető például egy személy funkcionális képessége vagy életminősége, és amelyek alkalmazhatók a BCI-kre.
Amikor Jacksonnal beszélgetek erről az ötletről, nem kételkedik abban, hogy a BCI-k pozitív hatással lesznek az emberek egészségére és jólétére – végül. „Látom, hogy ez a jövőben függetlenséget biztosítana valakinek” – mondja. Egyelőre azonban a beállítás nem igazán praktikus. „Fizikailag egy külső vezetékkel kell csatlakoznom. Tehát magát az eszközt csak akkor használom, amikor rá vagyok kötve” – mondja. Ez hetente kétszer történik, amikor a Synchron klinikai terepmérnöke, Maria Nardozzi látogatja meg képzésekre. A Synchron második generációs tervében, amelyet a kulcsfontosságú vizsgálatban tesztelnek, a belső és a külső egységek vezeték nélkül csatlakoznak majd, így az alanyokat nem kell a rendszerhez kötni.
Annak ellenére, hogy rendelkezik BCI-vel, Jackson továbbra is a hangasszisztensre támaszkodik a legtöbb igénye kielégítésére. „Őszintén szólva, ez a könnyebb út” – mondja. De vannak olyan esetek, amikor ez nem működik, vagy egy alkalmazásnak nincs hangasszisztens opciója. Például, amikor megpróbálta használni a Venmo fizetési alkalmazást, nem volt mód arra, hogy a hangasszisztenssel jelezze a fizetés okát, ami egy kötelező mező volt.
„A hangsegéd technológia közel sem olyan jó, mint kellene” – mondja Sharma. Bárki, aki használta már Alexát vagy Sirit, tudja, hogy pontossági problémák és késés jelentkezhet egy kérés és az eszköz válasza között. Ha a hangsegédek természetesebben tudják elvégezni a feladatokat, mint a hangsegédek, Sharma szerint ez döntő lehet a felhasználók számára. A hangsegédek nagyobb adatvédelmet is biztosítanak. „Ha mások is vannak a környezetedben, lehet, hogy nem szeretnéd megosztani velük, hogy mit próbálsz csinálni, vagy hangosan kifejezni” – mondja. És természetesen egyes bénulásban szenvedő betegek számára, akik elvesztették a hangjuk használatát, a hangsegéd lehet az egyetlen eszköz a kommunikációra és a körülöttük lévő világgal való interakcióra.
Jackson rájön, hogy ő kicsit kísérleti nyúl. Tudja, hogy a Synchron technológiája idővel jobb, gyorsabb és zökkenőmentesebb lesz. Szeret új alkalmazásokat kipróbálni a BCI-jével, és azt mondja, hogy a kedvenc időtöltése az Apple Vision Pro használata. Már nem tud utazni, de a headset elrepítheti a Svájci Alpokba vagy Új-Zéland mérsékelt övi esőerdőjébe. De a digitális világon túl is vannak olyan dolgok, amiket szeretne, és amikben a BCI még nem tud segíteni – például a festészet és a fafaragás.
Az ágya felett két sárga gyümölcsposzáta képe lóg. Ő maga festette, amikor 20 éves volt. Az édesanyja megtartotta és bekereteztette. Alig várta, hogy nyugdíjas éveiben további olajfestményeket készíthessen. Jackson természetesen tudja, hogy az ALS természetéből adódóan állapota elkerülhetetlenül rosszabbodni fog. Előfordulhat, hogy elveszíti a beszédkészségét és azt az akaratlagos mozgásképességét, amije megmaradt. Kognitív károsodás alakulhat ki nála, és nem lesz képes többé kontrollálni a térdízületi traumáját; az ALS-ben szenvedők várható élettartama a diagnózis felállítása után két-öt év. A 10 Synchron térdízületi traumát alkalmazó ember közül csak Jackson és egy másik résztvevő használja még mindig. A többiek vagy az ALS-ük előrehaladása miatt, vagy azért, mert meghaltak.
Az ALS diagnózisa előtt Jackson fafaragással kezdett foglalkozni. Meg akart tanulni madarakat faragni. Egy bíborost ábrázoló fafaragás, amit vásárolt, az éjjeliszekrényén áll emlékeztetőül arra a hobbira, amihez ALS-e miatt soha többé nem fog visszatérni. „Ha lenne mód arra, hogy a jövőben robotkarokat vagy lábeszközöket is beépítsenek a rendszerbe” – mondja –, „az elképesztő lenne.” A Neuralink teszteli ezt a képességet, de a jelenlegi robotkarok messze nem élethűek. Egyszerű, rángatózó mozdulatokkal végrehajtható feladatokat tudnak elvégezni. Évtizedekbe telhet, mire a robotkarok képessé teszik az embereket arra, hogy olyan bonyolult dolgokat csináljanak, mint a fafaragás.
Jackson egyelőre a BCI segítségével múzeumi alkalmazásokat fedezhet fel, de szeretne egy olyan módszert találni, amellyel gondolataival digitális művészetet alkothat. És bár a beállítás még sok szempontból korlátozott, Jackson többre képes, mint azt valaha is gondolta volna. Végül is képes tárgyakat mozgatni a képernyőn anélkül, hogy a kezét, a lábát, a szemét, a vállát, az arcát vagy akár a hangját használná. „Van ok arra, hogy ez miért egy meglehetősen úttörő technológia” – mondja.
Tovább a cikkre: wired.com (Emily Mullin)
