https://md.sputniknews.ru/20230616/chipirovanie-mozga-nachalos-kak-izmenyat-cheloveka-neyrotekhnologii-57358120.html
Чипирование мозга началось. Как изменят человека нейротехнологии
Чипирование мозга началось. Как изменят человека нейротехнологии
Sputnik Молдова
О чипах, искусственном интеллекте и техническом прогрессе - в материале РИА Новости.
2023-06-16T15:08+0300
2023-06-16T15:08+0300
2023-06-16T16:05+0300
общество
в мире
искусственный интеллект
https://cdnn1.img.md.sputniknews.com/img/07e5/0b/0f/46417270_0:0:3073:1728_1920x0_80_0_0_4feaf8f2faa7b706c3da58817e704b19.jpg
Американский регулятор FDA разрешил компании Илона Маска Neuralink испытания нейроимплантов на людях. Нейроинтерфейсами, или, как раньше говорили, системами "мозг — компьютер", занимаются сотни компаний во всем мире, в том числе в России. О том, с какими проблемами сталкиваются разработчики, — в материале корреспондента РИА Новости Владислав Стрекопытов.Нейротехнологическая революцияБлагодаря электроэнцефалографии (ЭЭГ), изобретенной в начале ХХ века, ученые выяснили, что нейроны передают друг другу информацию электрическими импульсами, установили назначение разных областей коры головного мозга.В 1973-м профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Жак Видаль предложил понятие "нейрокомпьютерный интерфейс" (НКИ) и сформулировал задачу создания технологий, позволяющих преобразовывать мысленные намерения в реальные действия.В большинстве нейроинтерфейсов информация проходит через четыре этапа: получение мозгового сигнала от поверхностных электродов (неинвазивный вариант) или вживленного чипа (инвазивный вариант); предварительная обработка сигнала и передача данных в компьютер; интерпретация и формирование цифровых команд; управление исполняющим устройством — клавиатурой или мышью компьютера, роботическим протезом, инвалидной коляской, автомобилем и так далее.Первые НКИ опробовали на животных в конце 1990-х. По сигналам нейронов зрительной системы кошки американские нейробиологи научились воссоздавать то, что видели животные. В другом эксперименте расшифрованные данные мозговой активности обезьян использовали для управления роботизированной рукой. Позднее, добавив петлю обратной связи, это применили для восстановления подвижности парализованных конечностей посредством электрической стимуляции мышц.В наши дни о новых разработках сообщают постоянно. Прежде всего речь идет о помощи людям с ограниченными возможностями.Например, пациентам с травмой спинного мозга, с параличом конечностей. Скоро они смогут "силой мысли" управлять протезами, контролировать инвалидную коляску, работать с информацией в компьютерах и смартфонах. Также тестируют мозговые чипы для страдающих эпилепсией, болезнью Паркинсона, слепотой и другими расстройствами.Но испытания на людях только начинаются.Neuralink и другиеВ конце мая компания Neuralink Илона Маска получила от Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) разрешение на такие испытания своего НКИ Link.Чип размером с небольшую монету имплантирует в череп высокоточный хирургический робот. Тысячи крошечных нитей соединяют чип с нейронными цепочками в мозге. Bluetooth поддерживает связь с компьютером.В Neuralink утверждают, что Link способен управлять протезами конечностей, а также совершить революцию в лечении болезни Паркинсона, эпилепсии и последствий травмы спинного мозга. Кроме того, разработка пригодится при терапии ожирения, аутизма, депрессии, шизофрении и ряда других недугов.Этот проект — самый громкий, но не единственный и далеко не первый. Эндоваскулярный НКИ Stentrode компании Synchron уже опробовали на пациентах с тяжелым параличом. Эксперимент продолжался 12 месяцев. Все это время нейроимплант, который через кровеносные сосуды ввели в мозг четырем добровольцам, успешно передавал нейронные сигналы на компьютер. Парализованные управляли инвалидной коляской, пользовались электронной почтой, создавали текстовые сообщения, вели личные финансы, совершали онлайн-покупки, общались с персоналом клиники.Инженеры американской Science Corporation совместно с учеными-офтальмологами из Медицинской школы Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Сан-Франциско создали на основе НКИ зрительный протез Science Eye для пациентов с пигментным ретинитом и возрастной дегенерацией желтого пятна — двумя разновидностями приобретенной слепоты, не поддающимися лечению.При таких заболеваниях светочувствительные клетки задней части глаза — фоторецепторы — погибают, но зрительный нерв сохраняется. В Science Eye генная терапия сочетается с нейроимплантом — тонкопленочной сверхплотной панелью дисплея microLED, вставляемой непосредственно над сетчаткой.Поступающие туда данные преобразуются в сигнал, оптогенетически передающийся на зрительный нерв. В оправу специальных очков встроены бинокулярные камеры, датчики, процессор, блок инфракрасного соединения с имплантом и батареи питания. Понятно, что образы, генерируемые зрительным протезом, сильно отличаются от того, что видят люди с нормальным зрением. Но человек может оценить размеры находящихся перед ним предметов, расстояние до них, отличить движущиеся объекты от неподвижных.Более пяти лет испытывают НКИ BrainGate, созданный неврологами и нейрохирургами Массачусетской больницы общего профиля в сотрудничестве с коллегами из семи медицинских центров США. Интерфейс проверили на 14 пациентах с параличом после повреждения спинного мозга, инсульта ствола головного мозга, страдающих заболеваниями двигательных нейронов, или мышечной дистрофией. Главный элемент BrainGate — подкожный чип с массивом микроэлектродов, имплантированных в первичную моторную кору, который передает сигналы от головного мозга к различным вспомогательным устройствам и компьютеру.Исследователи из стартапа Onward, возглавляемого Грегуаром Куртином из Швейцарского федерального технологического института Лозанны, специально для 38-летнего пациента, парализованного после автокатастрофы, разработали сложный НКИ. Первый элемент, находящийся на голове, расшифровывает сигналы мозга, инициирующие движения, и передает их во второй — в отделе спинного мозга, отвечающем за моторику ног. Этот "цифровой мост" позволяет обойти поврежденный шейный участок. Благодаря алгоритмам искусственного интеллекта, интегрированным в НКИ, система научилась понимать нейронные сигналы, связанные с различными мышечными сокращениями, и пациент смог самостоятельно вставать, ходить, подниматься по лестнице и даже преодолевать неровности рельефа местности.Есть и другие примеры успешного испытания нейроимплантов на людях в США и других странах."У нейроимплантации довольно долгая история, — говорит нейрофизиолог, доцент Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ, доктор медицинских наук Сергей Гуляев. — Впервые эти идеи появились в 1930-х и к 1960-м оформились в технологию стереотаксической глубокой стимуляции, которая способствовала возникновению новых методов лечения болезни Паркинсона, алкогольных и наркотических зависимостей, а также эпилепсии".Однако трудности внедрения инородных объектов в человеческий организм, возможное инфицирование и отторжение имплантов тормозили широкое применение НКИ в медицине. "Все это решается технологиями биопринтинга, разработкой тканесовместимых полимеров и нанотехнологий. Так что тут сейчас настоящий ренессанс", — отмечает ученый.Российский НейронетВ России в рамках Национальной технологической инициативы (НТИ) развивается направление "Нейронет" с задачей создания "средств человеко-машинных коммуникаций, основанных на передовых разработках в нейротехнологиях и повышающих продуктивность человеко-машинных систем, производительность психических и мыслительных процессов". Основали одноименный отраслевой союз — некоммерческое партнерство, объединяющее тысячи специалистов и экспертов, сотни малых предприятий. Запустили десятки проектов."В 2015-м мы сформулировали дорожную карту, свое видение того, какие технологии на горизонте десяти-двадцати лет выйдут из лабораторий и превратятся в реальные продукты, сервисы, — рассказывает лидер рабочей группы по разработке и реализации дорожной карты "Нейронет", заведующий кафедрой инновационной фармацевтики и биотехнологии МФТИ, глава фармкомпании "ХимРар" Андрей Иващенко. — Один из шести сегментов этого плана посвящен нейромедтехнике. Там собрали все, что так или иначе связано с нейротехнологиями в медицине: оборудование, экзоскелеты, протезы, нейроинтерфейсы — инвазивные и неинвазивные способы присоединения человека к машинам".В "Сенсор-Техе" уже готов имплант для восстановления зрения Elvis. Микрочип на черепе стимулирует слабыми токами зрительную кору головного мозга. Внешняя гарнитура из обруча с камерой, закрепленной на голове, и микрокомпьютерного блока обрабатывает изображение с помощью интеллектуальных алгоритмов. У проекта есть частные инвесторы. Испытания на людях стартуют в следующем году.Компания "Моторика" совместно с Медицинским центром Дальневосточного федерального университета и Центром нейробиологии и нейрореабилитации имени В. Зельмана "Сколтеха" тестирует нейромодуляционную платформу NEMO Sensitive, предназначенную для купирования фантомных болей и очувствления протезов конечностей. Разработка относится к группе инвазивных НКИ. В ноябре 2021-го во Владивостоке двум мужчинам, потерявшим кисти рук, вживили электроды, соединяющие сохранившиеся нервные окончания с механическими пальцами. После операции пациенты смогли ощутить силу сжатия протеза, почувствовать предмет и даже его температуру.В рамках консорциума центра "Бионическая инженерия в медицине" НТИ специалисты "Моторики" с учеными из Самарского государственного медицинского университета создают нейроинтерфейсы для управления протезами верхних и нижних конечностей. Продолжаются исследования на животных.Для этих и других российских проектов инвазивных НКИ нужны клинические испытания, лицензирование и одобрение Росздравнадзора. Но главное — источник финансирования."Клинические испытания на несколько порядков дороже, чем доклинические исследования, — отмечает Иващенко. — Без государственной поддержки все так и останется на уровне опытных разработок. Наши геополитические конкуренты перешли к клиническим испытаниям. Значит, нам срочно надо реализовать существующие заделы, переводить их на следующий уровень"."Пока ни один проект в мире не стал коммерческим, — продолжает руководитель лаборатории нейроробототехники МФТИ, генеральный директор группы компаний "Нейроботикс" Владимир Конышев, отвечающий в "Нейронете" за сегмент нейромедтехники. — И Neurаlink, и "Сенсор-Тех" переходят к испытаниям на людях. По срокам пилотных исследований мы не отстаем. Мы отстаем в техническом плане, нет регуляторной базы. И финансирование у наших компаний совсем не такое, как у Илона Маска. Пока все держится на отдельных энтузиастах-разработчиках, поддерживаемых энтузиастами-инвесторами, и это нужно менять. Иначе для наших ребят, пострадавших в СВО, придется покупать оборудование у американцев".Сегодня все чипы для нейроустройств производят в США. Подавляющее большинство разработок и научных публикаций на эту тему — тоже американские."Причина — в слабости нашего образования в области нейронаук, — объясняет Конышев. — У нас традиционно сильная фундаментальная наука, а весь мир активно движется в сторону современных технологий. Пока у нас не появятся профессионалы в этой области, мы будем отставать. Сейчас очень трудно найти сотрудников для нейротехнологических проектов. К счастью, ситуация постепенно меняется. В этом году в РНИМУ имени Н. И. Пирогова открывают магистратуру по нейропротезированию".Недавно правительство РФ утвердило Концепцию технологического развития до 2030 года, в которой перечислены основные направления, необходимые для "достижения технологического суверенитета и перехода к инновационно ориентированному экономическому росту". Впервые среди приоритетов указаны нейротехнологии.
https://md.sputniknews.ru/20230417/google-vliyanii-iskusstvennogo-intellekta-masshtaby-dezinformatsii-56537702.html
https://md.sputniknews.ru/20210902/mishustin-iskusstvennyy-intellekt-zamenit-monotonnyy-trud-44420946.html
https://md.sputniknews.ru/20210721/v-rossii-poyavitsya-tsentr-ekspertizy-po-iskusstvennomu-intellektu-42841458.html
Sputnik Молдова
media@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rossiya Segodnya“
2023
Sputnik Молдова
media@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rossiya Segodnya“
Новости
ru_MD
Sputnik Молдова
media@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rossiya Segodnya“
Sputnik Молдова
media@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rossiya Segodnya“
чипирование мозга началось. как изменят человека нейротехнологии
чипирование мозга началось. как изменят человека нейротехнологии
Американский регулятор FDA разрешил компании Илона Маска Neuralink испытания нейроимплантов на людях. Нейроинтерфейсами, или, как раньше говорили, системами "мозг — компьютер", занимаются сотни компаний во всем мире, в том числе в России. О том, с какими проблемами сталкиваются разработчики, — в материале корреспондента
РИА Новости Владислав Стрекопытов.Нейротехнологическая революция
Благодаря электроэнцефалографии (ЭЭГ), изобретенной в начале ХХ века, ученые выяснили, что нейроны передают друг другу информацию электрическими импульсами, установили назначение разных областей коры головного мозга.
В 1973-м профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Жак Видаль предложил понятие "нейрокомпьютерный интерфейс" (НКИ) и сформулировал задачу создания технологий, позволяющих преобразовывать мысленные намерения в реальные действия.
В большинстве нейроинтерфейсов информация проходит через четыре этапа: получение мозгового сигнала от поверхностных электродов (неинвазивный вариант) или вживленного чипа (инвазивный вариант); предварительная обработка сигнала и передача данных в компьютер; интерпретация и формирование цифровых команд; управление исполняющим устройством — клавиатурой или мышью компьютера, роботическим протезом, инвалидной коляской, автомобилем и так далее.
Первые НКИ опробовали на животных в конце 1990-х. По сигналам нейронов зрительной системы кошки американские нейробиологи научились воссоздавать то, что видели животные. В другом эксперименте расшифрованные данные мозговой активности обезьян использовали для управления роботизированной рукой. Позднее, добавив петлю обратной связи, это применили для восстановления подвижности парализованных конечностей посредством электрической стимуляции мышц.
В наши дни о новых разработках сообщают постоянно. Прежде всего речь идет о помощи людям с ограниченными возможностями.
Например, пациентам с травмой спинного мозга, с параличом конечностей. Скоро они смогут "силой мысли" управлять протезами, контролировать инвалидную коляску, работать с информацией в компьютерах и смартфонах. Также тестируют мозговые чипы для страдающих эпилепсией, болезнью Паркинсона, слепотой и другими расстройствами.
Но испытания на людях только начинаются.
В конце мая компания Neuralink Илона Маска получила от Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) разрешение на такие испытания своего НКИ Link.
Чип размером с небольшую монету имплантирует в череп высокоточный хирургический робот. Тысячи крошечных нитей соединяют чип с нейронными цепочками в мозге. Bluetooth поддерживает связь с компьютером.
В Neuralink утверждают, что Link способен управлять протезами конечностей, а также совершить революцию в лечении болезни Паркинсона, эпилепсии и последствий травмы спинного мозга. Кроме того, разработка пригодится при терапии ожирения, аутизма, депрессии, шизофрении и ряда других недугов.
Этот проект — самый громкий, но не единственный и далеко не первый. Эндоваскулярный НКИ Stentrode компании Synchron уже
опробовали на пациентах с тяжелым параличом. Эксперимент продолжался 12 месяцев. Все это время нейроимплант, который через кровеносные сосуды ввели в мозг четырем добровольцам, успешно передавал нейронные сигналы на компьютер. Парализованные управляли инвалидной коляской, пользовались электронной почтой, создавали текстовые сообщения, вели личные финансы, совершали онлайн-покупки, общались с персоналом клиники.
Инженеры американской Science Corporation совместно с учеными-офтальмологами из Медицинской школы Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Сан-Франциско
создали на основе НКИ зрительный протез
Science Eye для пациентов с пигментным ретинитом и возрастной дегенерацией желтого пятна — двумя разновидностями приобретенной слепоты, не поддающимися лечению.
При таких заболеваниях светочувствительные клетки задней части глаза — фоторецепторы — погибают, но зрительный нерв сохраняется. В Science Eye генная терапия сочетается с нейроимплантом — тонкопленочной сверхплотной панелью дисплея microLED, вставляемой непосредственно над сетчаткой.
Поступающие туда данные преобразуются в сигнал, оптогенетически передающийся на зрительный нерв. В оправу специальных очков встроены бинокулярные камеры, датчики, процессор, блок инфракрасного соединения с имплантом и батареи питания. Понятно, что образы, генерируемые зрительным протезом, сильно отличаются от того, что видят люди с нормальным зрением. Но человек может оценить размеры находящихся перед ним предметов, расстояние до них, отличить движущиеся объекты от неподвижных.
Более пяти лет испытывают НКИ BrainGate, созданный неврологами и нейрохирургами Массачусетской больницы общего профиля в сотрудничестве с коллегами из семи медицинских центров США. Интерфейс проверили на 14 пациентах с параличом после повреждения спинного мозга, инсульта ствола головного мозга, страдающих заболеваниями двигательных нейронов, или мышечной дистрофией. Главный элемент BrainGate — подкожный чип с массивом микроэлектродов, имплантированных в первичную моторную кору, который передает сигналы от головного мозга к различным вспомогательным устройствам и компьютеру.
Исследователи из стартапа Onward, возглавляемого Грегуаром Куртином из Швейцарского федерального технологического института Лозанны, специально для 38-летнего пациента, парализованного после автокатастрофы,
разработали сложный НКИ. Первый элемент, находящийся на голове, расшифровывает сигналы мозга, инициирующие движения, и передает их во второй — в отделе спинного мозга, отвечающем за моторику ног. Этот "цифровой мост" позволяет обойти поврежденный шейный участок. Благодаря алгоритмам искусственного интеллекта, интегрированным в НКИ, система научилась понимать нейронные сигналы, связанные с различными мышечными сокращениями, и пациент смог самостоятельно вставать, ходить, подниматься по лестнице и даже преодолевать неровности рельефа местности.
Есть и другие примеры успешного испытания нейроимплантов на людях в США и других странах.
"У нейроимплантации довольно долгая история, — говорит нейрофизиолог, доцент Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ, доктор медицинских наук Сергей Гуляев. — Впервые эти идеи появились в 1930-х и к 1960-м оформились в технологию стереотаксической глубокой стимуляции, которая способствовала возникновению новых методов лечения болезни Паркинсона, алкогольных и наркотических зависимостей, а также эпилепсии".
Однако трудности внедрения инородных объектов в человеческий организм, возможное инфицирование и отторжение имплантов тормозили широкое применение НКИ в медицине. "Все это решается технологиями биопринтинга, разработкой тканесовместимых полимеров и нанотехнологий. Так что тут сейчас настоящий ренессанс", — отмечает ученый.
В России в рамках Национальной технологической инициативы (НТИ) развивается направление "
Нейронет" с задачей создания "средств человеко-машинных коммуникаций, основанных на передовых разработках в нейротехнологиях и повышающих продуктивность человеко-машинных систем, производительность психических и мыслительных процессов". Основали одноименный
отраслевой союз — некоммерческое партнерство, объединяющее тысячи специалистов и экспертов, сотни малых предприятий. Запустили десятки проектов.
"В 2015-м мы сформулировали дорожную карту, свое видение того, какие технологии на горизонте десяти-двадцати лет выйдут из лабораторий и превратятся в реальные продукты, сервисы, — рассказывает лидер рабочей группы по разработке и реализации дорожной карты "Нейронет", заведующий кафедрой инновационной фармацевтики и биотехнологии МФТИ, глава фармкомпании "ХимРар" Андрей Иващенко. — Один из шести сегментов этого плана посвящен нейромедтехнике. Там собрали все, что так или иначе связано с нейротехнологиями в медицине: оборудование, экзоскелеты, протезы, нейроинтерфейсы — инвазивные и неинвазивные способы присоединения человека к машинам".
В "Сенсор-Техе" уже готов имплант для восстановления зрения
Elvis. Микрочип на черепе стимулирует слабыми токами зрительную кору головного мозга. Внешняя гарнитура из обруча с камерой, закрепленной на голове, и микрокомпьютерного блока обрабатывает изображение с помощью интеллектуальных алгоритмов. У проекта есть частные инвесторы. Испытания на людях стартуют в следующем году.
Компания "Моторика" совместно с Медицинским центром Дальневосточного федерального университета и Центром нейробиологии и нейрореабилитации имени В. Зельмана "Сколтеха" тестирует нейромодуляционную платформу NEMO Sensitive, предназначенную для купирования фантомных болей и очувствления протезов конечностей.
Разработка относится к группе инвазивных НКИ. В ноябре 2021-го во Владивостоке двум мужчинам, потерявшим кисти рук, вживили электроды, соединяющие сохранившиеся нервные окончания с механическими пальцами. После операции пациенты смогли ощутить силу сжатия протеза, почувствовать предмет и даже его температуру.
В рамках консорциума центра "Бионическая инженерия в медицине" НТИ специалисты "Моторики" с учеными из Самарского государственного медицинского университета создают нейроинтерфейсы для управления протезами верхних и нижних конечностей. Продолжаются исследования на животных.
Для этих и других российских проектов инвазивных НКИ нужны клинические испытания, лицензирование и одобрение Росздравнадзора. Но главное — источник финансирования.
"Клинические испытания на несколько порядков дороже, чем доклинические исследования, — отмечает Иващенко. — Без государственной поддержки все так и останется на уровне опытных разработок. Наши геополитические конкуренты перешли к клиническим испытаниям. Значит, нам срочно надо реализовать существующие заделы, переводить их на следующий уровень".
"Пока ни один проект в мире не стал коммерческим, — продолжает руководитель лаборатории нейроробототехники МФТИ, генеральный директор группы компаний "Нейроботикс" Владимир Конышев, отвечающий в "Нейронете" за сегмент нейромедтехники. — И Neurаlink, и "Сенсор-Тех" переходят к испытаниям на людях. По срокам пилотных исследований мы не отстаем. Мы отстаем в техническом плане, нет регуляторной базы. И финансирование у наших компаний совсем не такое, как у Илона Маска. Пока все держится на отдельных энтузиастах-разработчиках, поддерживаемых энтузиастами-инвесторами, и это нужно менять. Иначе для наших ребят, пострадавших в СВО, придется покупать оборудование у американцев".
Сегодня все чипы для нейроустройств производят в США. Подавляющее большинство разработок и научных публикаций на эту тему — тоже американские.
"Причина — в слабости нашего образования в области нейронаук, — объясняет Конышев. — У нас традиционно сильная фундаментальная наука, а весь мир активно движется в сторону современных технологий. Пока у нас не появятся профессионалы в этой области, мы будем отставать. Сейчас очень трудно найти сотрудников для нейротехнологических проектов. К счастью, ситуация постепенно меняется. В этом году в РНИМУ имени Н. И. Пирогова открывают магистратуру по нейропротезированию".
Недавно правительство РФ
утвердило Концепцию технологического развития до 2030 года, в которой перечислены основные направления, необходимые для "достижения технологического суверенитета и перехода к инновационно ориентированному экономическому росту". Впервые среди приоритетов указаны нейротехнологии.
