Precision Neuroscience устанановила рекорд по количеству электродов в мозге человека

Precision Neuroscience, компания, специализирующаяся на интерфейсах нейрокомпьютеров, объявила о достижении нового мирового рекорда по количеству электродов, имплантированных в мозг живого человека. Им удалось разместить 4096 электродов, превзойдя предыдущий рекорд в 2048, установленный в прошлом году.

Достижение представляет собой значительный прогресс в этой области, позволяя нейробиологам получать изображения активности нейронов с беспрецедентной детализацией. Это открывает новые перспективы для понимания сложных процессов, происходящих в мозге, и разработки методов декодирования мыслей и намерений для управления устройствами или взаимодействия с цифровым миром.

Precision, как и многие конкуренты в области BCI (интерфейсы «мозг-компьютер»), изначально стремится восстанавливать речь и движения пациентов, перенёсших инсульт или травмы спинного мозга. Однако Precision выделяется среди них своим отходом от принципов одной из самых известных компаний BCI — Neuralink Илона Маска.

Основателем Precision является нейрохирург и инженер Бен Рапопорт, который ранее был соучредителем Neuralink в 2016 году. Позже он покинул компанию и в 2021 году основал Precision с тремя коллегами, двое из которых также имели связи с Neuralink.

В эпизоде ??подкаста The Wall Street Journal «Будущее всего» от 3 мая Рапопорт поделился, что его уход из Neuralink был мотивирован проблемами с безопасностью более инвазивных имплантатов BCI, продвигаемых компанией.

Рапопорт считает, что «безопасность имеет первостепенное значение» для внедрения нейронных интерфейсов из сферы исследований в медицину. «Для медицинского устройства безопасность часто означает минимальную инвазивность», — добавил он. Рапопорт отметил, что в раннем развитии BCI, включая использование Utah Array, «существовало предположение, что для получения информативных данных из мозга необходимо проникать в мозг крошечными игольчатыми электродами».

Utah Array — это тип мозгового имплантата, разработанный в Университете Юты. Он состоит из 100 или более микроэлектродов, которые имплантируются в мозг. Эти микроэлектроды могут записывать электрическую активность нейронов и стимулировать их. Utah Array используется для изучения функций мозга и разработки новых методов лечения неврологических заболеваний. Например, для разработки интерфейсов мозг-компьютер, которые позволяют парализованным людям управлять протезами.

«Однако у таких технологий есть недостаток — они наносят некоторый ущерб мозгу при введении. Я был уверен, что можно получать информативные данные из мозга, не повреждая его», — продолжил Рапопорт. Он объяснил, что компания Precision была основана на принципе минимальной инвазивности, масштабируемости и безопасности.

Нынешнее устройство BCI от Neuralink имеет 1024 электрода на 64 проводах, которые имплантируются в мозг с помощью хирургического робота. У первого пациента, получившего имплант, провода были введены в ткань головного мозга на глубину от 3 до 5 мм. Однако через несколько недель после операции 85% этих проводов отсоединились от мозга пациента, а некоторые электроды были дезактивированы из-за смещения. Согласно планам, что Neuralink планирует имплантировать провода глубже — на 8 мм — у своего второго пациента, и Управление по контролю за продуктами и лекарствами США якобы одобрило эту операцию. Utah Array проникает в мозг на глубину до 1,5 мм.

Устройство Precision BCI отличается от других нейронных интерфейсов своим минимально инвазивным подходом. Оно не проникает в мозг, а располагается на его поверхности. Оно состоит из одной или нескольких тонких плёнок, содержащих 1024 электрода, встроенных в решётчатую структуру. Каждая плёнка имеет толщину около одной пятой толщины человеческого волоса. Модульная конструкция устройства позволяет добавлять несколько плёнок к каждому блоку.

Имплантация осуществляется с помощью малоинвазивной операции, которая включает в себя создание небольшого разреза в черепе, через который вводится лентообразное устройство. Затем плёнка помещается на поверхность мозга. Блок обработки данных, собирающий данные с электродов, располагается между черепом и кожей головы. Устройство можно удалить, вынув плёнку с поверхности мозга, не причиняя ему вреда.

В апреле команда нейрохирургов из системы здравоохранения Mount Sinai имплантировала устройство Precision с четырьмя электродосодержащими плёнками (всего 4096 электродов) в мозг пациента после операции по удалению доброкачественной опухоли головного мозга. Во время операции исследователи Precision успешно записали подробную активность нейронов на площади около 8 квадратных сантиметров поверхности мозга.

По данным CNBC, чей представитель присутствовал на операции, испытание имплантата стало 14-м случаем имплантации устройства Precision в человеческий мозг. Компания планирует выпустить первое устройство на коммерческий рынок в 2025 году.