Čips, kas izpilda tavas domas: kā galvā iešūta mikroshēma ļauj restartēt cilvēku?
Iespēja paralizētam cilvēkam kustināt rokas un kājas vai viedtālruņa pārvaldīšana ar domu spēku – ja agrāk tā bija zinātniskā fantastika, "smadzeņu čips" solās to jau ne tik tālā nākotnē pārvērst taustāmā realitātē. Kādas iespējas paver topošā tehnoloģija un kādus riskus tā rada, – "tv3.lv" skaidro neiroķirugs Kaspars Auslands.
Mārupē dzīvojošais Gatis Preiss ir pilnībā neredzīgs, viņam ir arī 90% dzirdes zudums. Tomēr tas Gatim nav traucējis apgūt datorprasmes tādā līmenī, lai administrētu nevalstiskas organizācijas mājaslapu. Datoru viņš veikli pārvalda, izmantojot balss tehnoloģijas, kas nolasa informāciju no ekrāna.
Runājot par tehnoloģiju, kas pati spēj nolasīt cilvēka domas jeb smadzeņu impulsus un nosūtīt tos uz datoru vai viedtālruni, Gatis neizstaro pārāk lielu entuziasmu.
"Jautājums ir par to, cik tālu viņi ar to aiziet. Ka viņi nesāk tevi un tavu dzīvi izsekot vai pat ietekmēt," ir pirmais, ko viņš par to teic.
"Es saprotu to ideju, bet personīgi neesmu domājis par šādas tehnoloģijas izmantošanu. Jā, mana pirmā reakcija ir bažas par izsekošanu un citiem šādas tehnoloģijas aspektiem. Protams, iespējams, tajā visā ir arī kādi ieguvumi, bet es vairāk tomēr pašreiz domāju par riskiem."
"Kā jau visās jomās, parasti ir divas puses – ir ieguvumi un ir nevēlamas blaknes," secina Gatis.
Dotajā etapā, kad šādu ierīču lietošana pārsvarā tiek izvērtēta smagi slimiem pacientiem ar būtiskiem kustību traucējumiem, šāda veida riski ir salīdzinoši zemi, – vērtē Rīgas Austrumu klīniskās universitātes slimnīcas (RAKUS) neiroķirurgs un Rīgas Stradiņa Universitātes (RSU) Neiroloģijas un neiroķirurģijas katedras docētājs Kaspars Auslands.
"Taču, ja tehnoloģijas attīstīsies, to lietojums paplašināsies, tad varētu būt daudz jautājumu attiecībā uz ētiskiem apsvērumiem, datu konfidencialitāti, to vai iegūtā informācija tiek izmantota godprātīgi," atzīmē eksperts.
"Kā cilvēki, kuriem būs pieeja informācijai no pacienta smadzenēm, rīkosies ar iegūto informāciju un vai pastāv risks, ka cilvēks tiks ietekmēts. Iespējams, šāda tehnoloģija ļaus cilvēkam uzdot pildīt uzdevumus, kurus viņš nevēlas veikt, vai arī iespēja programmēt nepareizu informāciju."
"Līdz pat sazvērestības teorijām, par valsts iestāžu vēlmi izmantot tehnoloģijas, lai kontrolētu savus iedzīvotājus. Tomēr tādā gadījumā tam būtu jābūt ļoti lielam cilvēku skaitam ar implantiem, kas tuvākajā laikā noteikti nav iespējams."
Ar domu spēku
ASV miljardierim Īlonam Maskam piederošais uzņēmums "Neuralink" saņēmis nepieciešamo atļauju, lai sāktu klīniskos pētījumus, ievietojot smadzeņu mikroshēmu cilvēka galvā. Līdz šim veikti šādi eksperimenti ar dzīvniekiem.
Uzņēmums ir izstrādājis smadzeņu un datora saskarni, ko galvaskausā implantē ar ķirurģiska robota palīdzību. Galvā tiek ievietoti neskaitāmi sīki elektrodi, kas uztver neironu aktivitāti. Nolasītie signāli, izmantojot bezvadu savienojumu, pēc tam tiek nosūtīti uz citu ierīci, piemēram, datoru vai viedtālruni.
Pats Masks raksturojis, ka šī tehnoloģija ļaus paralizētam cilvēkam ar domu spēku lietot viedtālruni pat ātrāk nekā cilvēkam, kurš izmanto īkšķus. Viņš arī izteicies, ka ar laiku tā varēs ārstēt arī aklumu, šizofrēniju, depresiju, autismu, aptaukošanos un bezmiegu, un kādu dienu sakausēt cilvēka apziņu ar mākslīgo intelektu.
Kamēr lielākā daļa kompāniju, kas arī cenšas komercializēt smadzeņu implantus, orientējas uz cilvēku medicīniskām vajadzībām, "Neuralink" ir lielākas ambīcijas. Tā vēlas radīt tehnoloģiju, kas ne tikai atjauno cilvēka funkcijas, bet arī uzlabo tās.
We want to surpass able-bodied human performance with our technology. Using only his mind, here's precision cursor control from Pager (star of Monkey MindPong) achieving 65% and 88% of the median Neuralinker using a mouse. Join us to breakthrough to 110% and beyond!🧠#techtuesday pic.twitter.com/Ugtav0h7Mg
— Neuralink (@neuralink) April 19, 2023
Kā saprasties ar "smadzeņu čipu"
"Ja vēlamies, lai mēs ar prātu attālināti varētu veikt kādas kustības datorā vai arī kontrolēti vadīt protēzi, mums sākotnēji ir jāreģistrē par kustību funkciju atbildīgo smadzeņu šūnu elektriskās aktivitātes rādītāji pie noteiktām kustībām, kuras plānojam veikt," tehnoloģijas darbības principu skaidro Auslands.
"Uztvertā smadzeņu informācija par kustību ir jāsaglabā, jāapstrādā un jāpārveido datoram vai protēzei atpazīstamos signālos vai algoritmos," turpina eksperts.
"Galu galā tikai iedomājoties prātā konkrēto kustību, mēs aktivizējam zonu mūsu smadzenēs kustību centrā, un šo aktivitāti nolasa smadzeņu garozas zonā ievietotais implants vai arī ārējais aparāts. Tas savukārt nosūta impulsu uz datoru, telefonu vai protēzi, kas to saprot un izpilda mūsu domu norādījumu."
Neiroķirurgs atzīmē, ka smadzeņu elektriskajai aktivitātei iespējams sekot arī ārēji, neveicot implantāciju galvā, piemēram, izmantojot elektroencefalogrammas cepuri. "Rezultāti gan būs salīdzinoši neprecīzi, jo impulsu pieraksts jāveic caur galvaskausa kauliem salīdzinoši plašā zonā.
"Atverot galvaskausu un smadzeņu ārējā slānī jeb garozā implantējot elektrodus, iegūtais rezultāts būs precīzs," par "Neuralink" pieeju teic speciālists.
Maskam piederošais uzņēmums vien maija beigās ieguvis atļauju uzsākt savas izstrādātās tehnoloģijas izmēģinājumus ar cilvēkiem.
Congratulations Neuralink team! https://t.co/AWZGf33UDr
— Kekius Maximus (@elonmusk) May 26, 2023
Konkurenti, kas šādas atļaujas saņēmuši agrāk, klīniskos pētījumus ar cilvēkiem jau sākuši. Auslands atzīmē, ka pionieri līdzīga veida minimāli invazīvajās tehnoloģijās ir Melburnas Karaliskā hospitāļa speciālisti. Viņi savus implantus "Synchron" smadzeņu tiešā kustību zonas tuvumā ievadījuši pacientiem, implantāciju veicot caur cilvēka smadzeņu venozo sistēmu.
Bez "Neuralink" un "Synchron" pasaulē pie šādas tehnoloģijas strādā arī "Blackrock Neurotech". Izdevums "The Washington Post" vēsta, ka kopumā jau vismaz 42 cilvēkiem ir implantētas smadzeņu mikroshēmas.
Un zināmi jau arī eksperimentu pirmie praktiskie rezultāti, piemēram:
- paralizēts cilvēks kustina robotizētu roku;
- tetraplēģijas (kāju un roku paralīze) pacients sper soļus dabiskā gaitā;
- amiotrofās laterālās sklerozes pacients raksta, domās spiežot klaviatūras taustiņus.
Tilts, kas ļauj pārvarēt fiziskus šķēršļus
"Šīs tehnoloģijas sniegtās iespējas varētu būt ļoti plašas pie dažādām saslimšanām," skaidro neiroķirurgs Auslands.
"Bezvadu tehnoloģijas ļauj izveidot attālinātus savienojumus starp noteiktiem mūsu smadzeņu funkcionāliem rajoniem atbilstoši saslimšanai, kuru vēlamies ārstēt, un dažāda veida viedierīcēm vai medicīniskajām protēzēm. Proti, izveidot simbiozi ar mākslīgo intelektu."
Speciālists atzīmē, ka gadījumos, kad impulsu veidošanās zona (piemēram, kustību, redzes, sajūtu, valodas zona) attiecīgās smadzeņu daļās būs neskarta un funkcionējoša, tās impulsu ar bezvadu savienojuma starpniecību spēs uztvert un saprast vai nu viedierīce vai arī kāda noteikta cilvēka ķermeņa daļa, kurā būs ievietota uztverošā ierīce. Un tā attiecīgi varēs veikt noteiktus uzdevumus.
"Tiks veidots sava veida tilts, lai nodrošinātu savienojumu, apejot esošos šķēršļus – fiziskus bojājumus."
Cits aspekts varētu būt ne tikai lokālas smadzeņu zonas elektriskās aktivitātes reģistrācija, bet arī tās modulēšana vai mainīšana, pielietojot elektrisku vai magnētisku stimulāciju, piebilst RAKUS neiroķirurgs.
"Šāda veida tehnoloģijas jau tiek pielietotas ikdienas klīniskajā praksē," teic eksperts, minot Parkinsona slimības ārstēšanu ar dziļās smadzeņu stimulācijas palīdzību.
Uz ko cerēt pacientiem?
"Šķiet, ka vistuvāk panākumiem tehnoloģisko iespēju ziņā esam pacientiem, kuriem dažādu galvas un muguras smadzeņu bojājumu dēļ ir atņemtas spējas kustēties," vērtē Auslands.
Viņš atzīmē, ka saistībā ar šo tehnoloģiju tiek minēta arī iespēja nākotnē uzlabot pacientu kognitīvās spējas, ārstēt Alcheimera saslimšanu, demenci, depresiju un cita veida saslimšanas.
"Pētījumos ar dzīvniekiem ir iegūti dati par to, ka potenciāls "Neuralink" pielietojums varētu arī būt ļaundabīgu smadzeņu audzēju agrīnai recidīva diagnostikai, implantētajai ierīcei jau ļoti agrīni signalizējot par paaugstinātu šūnu aktivitāti, kas varētu norādīt uz audzēja recidīvu. Tas savukārt dotu iespējas ļoti agrīni uzsākt ārstēšanu un būtiski uzlabot dzīvildzes rādītājus."
Neiroķirurgs pieļauj, ka šīs tehnoloģijas pielietojums varētu būtiski uzlabot arī epilepsijas pacientu ķirurģiskas ārstēšanas rezultātus, jo ļoti precīzi ļautu noteikt epilepsijas veidošanās zonu smadzenēs.
"Daudz komplicētākas varētu būt iespējas uzlabot vai atjaunot tādas funkcijas, kā runas spēja, izpratne, redze, dzirde."
"Piemēram, cilvēkam ar redzes zudumu teorētiski tiek modelēts, ka pacients dzīvotu ar fiksētu videokameru uz galvas. Uzfilmēto aktuālo informāciju varētu noraidīt uz smadzeņu pakauša rajoniem, kur atrodas zonas, kas nodrošina, ka saprotam to, ko redzam ar acīm. Attiecīgi tur būtu ievietoti implanti, implanta elektrodi transformētu iegūto informāciju un akls cilvēks savukārt varētu informāciju vizualizēt."
"Tomēr patreiz ir grūti pateikt, vai vismaz kādu nelielu daļu no visa iecerētā izdosies realizēt. To radīs laiks un turpmākie rezultāti."
Vai tas būs sāpīgi?
"Neuralink" izstrādātā tehnoloģija paredz cilvēka galvā implantēt vairāk nekā tūkstoti smalku elektrodu. Šādai pieejai speciālistu vidū netrūkst arī skeptiķu.
Piemēram, ASV Ārstu komitejas pētniecības atbalsta direktors Raiens Merklijs aicinājis Masku atteikties no "savas apsēstības ievietot ierīci mūsu galvās".
"Ja Maskam rūpētu pacientu veselība, viņš investētu neinvazīvā smadzeņu un datora saskarnē."
Analizējot elektrodu implantācijas sarežģītību, RSU Neiroloģijas un neiroķirurģijas katedras docētājs Auslands atzīmē, ka cilvēka uzdevums dotajā situācijā būs noteikt pareizo diagnozi, veikt pacientu atlasi un izpildīt operācijas vienkāršākos etapus – ādas griezienu, izveidotajā kaula logā ievietot implantu un, kad robots būs paveicis savu darbu, operācijas beigās slēgt brūci.
"Robota tehnoloģijas būs tās, kuras noteiktos smadzeņu rajonos, izvairoties no asinsvadiem, noteiktā dziļumā smadzeņu garozā implantēs daudzus ļoti smalkus pavedienus, kuri būs klāti ar daudziem elektrodiem. Ņemot vērā ārkārtīgi mazos elektrodu izmērus, cilvēkam tas nebūtu pa spēkam."
"Dzīvības briesmas šādas operācijas laikā visdrīzāk varētu būt ļoti nelielas, jo operācija tiek veikta ļoti lokālā, virspusējā zonā, un ir salīdzinoši neliela apjoma," teic Auslands.
Vienlaikus neiroķirurgs atzīmē, ka operācija ir invazīva, kas nozīmē, ka ir jāpārgriež āda, zemāda, muskulis vai aponeiroze. Kaulā ir jāizveido atvere, kur ievietot implantu. Ir jāatver smadzeņu apvalks un ar robota palīdzību garozā jāimplantē daudzi elektrodi, un pēc tam viss ir jāslēdz.
"Šādas operācijas riski varētu būt līdzīgi kā pie jebkuras neiroķirurģiskās operācijas. Tie varētu būt infekcija, asinsizplūdums ar noteiktu funkciju zaudēšanu, krampju lēkmes, implanta nepanesība, smadzeņu šķidruma noplūde, implanta dislokācija, funkciju traucējumi u.c."
Neiroķirurgs arī piebilst, ka samērā riskanta varētu būt smadzeņu garozā ievietoto implanta elektrodu izņemšana un nomaiņa, jo, lai tos varētu izņemt, visdrīzāk būs jābojā, lai arī lokāli, smadzeņu garozas šūnas, jāpārdala rētaudi, kuri veidojas pēc jebkuras operācijas. "Tas viss var atstāt dažādas sekas," norāda Auslands.
"Pacienta labsajūtai un dzīves kvalitātei veiksmīgas operācijas rezultātā būtu noteikti jāuzlabojas, tikai pagaidām grūti pateikt – cik tieši lielā apjomā un vai ar to būs pietiekami kvalitatīvi nozīmīgam ieguvumam."
Eksperts kā būtisku atzīmē arī jautājumu par to, kurš nodrošinās tehnoloģiju apkopi un servisu, ja tas būs nepieciešams un cik ātri tas būs pieejams. Un, vai būs pietiekami daudz attiecīgu speciālistu.
"Domāju, ka līdz brīdim, kad "Neuralink" tiks izmantots plaši, vēl ir jāgaida ilgi gadi ASV un vēl jo ilgāk Latvijā, jo jaunu tehnoloģiju ieviešana klīniskajā praksē prasa daudzus gadus," prognozē Auslands.
"Patreiz neatbildētu jautājumu ir daudz vairāk par atbildēm, ko varam sniegt. Ja "Neuralink" tehnoloģiskais risinājums būtu neinvazīvs, es būtu daudz optimistiskāks."
Ziņo par kļūdu rakstā
Iezīmē kļūdaino tekstu un spied Ctrl+Enter.
Iezīmē kļūdaino tekstu un ziņo par to!
