Prezentace pokroku Neuralinku, jež se odehrála koncem minulého roku, byla rozdělena na několik miniprezentací. O všech jsme vás už detailně informovali v předchozích částech tohoto seriálu:
Celou akci pak uzavřela dost dlouhá část, kdy všichni přednášející, spolu s několika dalšími členy týmu, odpovídali na otázky z publika a z Twitteru. Padlo zde mnoho zajímavých informací. Na některé otázky postupně odpovídalo hned několik zástupců firmy a většinou něco dodal i sám Elon Musk.
Pojďme si tedy shrnout nejzajímavější otázky a odpovědi. Dozvíme se třeba, jaký rekord drží Neuralink, kolik neurálních rozhraní chce do budoucna vyrábět, nebo zda by Elon Musk svolil k implantaci rozhraní svým dětem.
Otázky a odpovědi jsou seřazeny chronologicky, tedy v pořadí, ve kterém byly kladeny a ve kterém na ně tým Neuralinku odpovídal.
„Máte v plánu umožnit neurovědecké komunitě používání vašeho rozhraní?“
Elon Musk: „Ano. Budeme ale nejprve muset mít finální produkční verzi rozhraní a povolení od FDA. Potom teprve bude možné zařízení poskytnout univerzitním nebo nemocničním vědeckým týmům.“
„Plánujete zpřístupnit vědecké komunitě také neurodata, která jste zatím nasbírali?“
Elon Musk: „Myslím, že ano. Nemám s tím problém.“
„Jak chcete dále řešit problém obrůstání implantovaných elektrod jizvovou tkání a z toho vyplývající degradace signálu? Mohlo by pomoci nanesení nějakých speciálních substancí na povrch elektrod?“
Zach Tedoff: „Díky flexibilitě a malým rozměrům vláken s elektrodami se snažíme omezit množství dorůstající tkáně. Chceme také elektrody ještě více zmenšit.“
Elon Musk: „Pokud jde o to, zda vidíme degradaci signálu v čase nebo zda implantáty fungují například po roce používání, tak odpověď je ano, fungují.“
Zach Tedoff: „Jedno z našich pokusných zvířat mělo fungující implantát po více než 600 dní, což je náš rekord. Nejnovější verzi několik zvířat používá už rok.“
DJ Seo: „Pokud jde o ty substance – pracujeme na přidání opláštění vláken biologickým materiálem tak, aby byla kluzká. To by mělo také usnadnit odstraňování vláken.“
Elon Musk: „Nejdůležitější je rozměr elektrod. Jsou-li dostatečně malé, tělo na ně prakticky nereaguje.“
„Jak řešíte problém s pohybem vláken v mozkové tkáni?“
Bliss Chapman: „V části prezentace, která pojednávala o spolehlivosti rozhraní, jsme ukázali graf vývoje průměrné denní detekce vzruchů na jedné z vybraných elektrod implantátu. Ve skutečnosti je dost obtížné poznat, zda detekujete vzruchy stále z toho samého neuronu. V dosahu každé elektrody je jich více. Myslíme si, že ve většině případů už umíme docela dobře určit, že jde o stejný neuron, protože umíme dobře rozeznávat tvary vzruchů, ale můžeme se ještě mýlit. Pokud tedy detekujeme stejný neuron delší dobu stejnou elektrodou, můžeme potvrdit, že vlákna jsou stabilně ukotvena ve tkáni.“
Elon Musk: „Vlákna obecně docela dobře udržují svou polohu.“
„Můžete uvést nějaké méně zřejmé příklady toho, s čím by Neuralink mohl pomoci?“
Elon Musk: „Když už máte implantát v hlavě, můžete s ním dělat celou řadu věcí. Můžete třeba měřit teplotu tkáně a velmi brzy detekovat horečku. Můžete také měřit tlak uvnitř lebky. Myslím, že by se také dalo velmi brzy detekovat příznaky mrtvice, protože při ní se zcela mění charakteristika neuronových signálů v mozku. Obecně by se dal monitorovat zdravotní stav uživatele.“
„Pokud jde o navrácení zraku a konkrétně stimulaci neuronů ve zrakové oblasti mozku – jakým konkrétním způsobem neurony stimulujete? Kolik najednou? Jakým elektrickým proudem? Jak precizní je stimulace? Můžete o tom povědět více?“
Dan Adams: „Úroveň stimulace a to, kolik buněk stimulujete najednou, závisí na několika faktorech – impedanci elektrod, velikosti samotné elektrody, úrovni proudu nebo frekvence. Znamená to, že máme mnoho možností, jak měnit tvar nebo intenzitu phosphenu, který v mozku vytváříme. Momentálně naše elektrody stimulují neurony do vzdálenosti asi 50 až 100 mikronů. Čím menší phospheny budou, tím větší rozlišení budou mít vytvořené obrazy.“
Elon Musk: „Je možné také stimulovat větší množství neuronů najednou za pomocí ovládání elektromagnetického pole mezi elektrodami.“
„Můžete říct něco více o životnosti implantátu?“
Jeremy Barenholtz: „Máme data od Pagera, který měl dřívější verzi rozhraní v hlavě 617 dní. Nyní má novější verzi. Ta funguje u jiných zvířat už téměř rok. Jde-li o akcelerované laboratorní testy, o kterých byla řeč, máme data ze starších zařízení, která prošla 8 lety zrychleného testování (což jsou reálně asi 2 roky) a novější rozhraní se 4 akcelerovanými lety (čili reálně kolem jednoho roku). Dlouhověkost zařízení nejvíce ovlivňují 3 faktory: 1. pouzdro, ve kterém je schována elektronika, 2. baterie a elektronika, 3. vlákna s elektrodami. Pouzdro je v porovnání s baterií a vlákny nejmenším problémem a vydrží nejdéle. Jde o termoplastický polymer, který za celá léta fungování implantátu propustí dovnitř jen velmi malé množství vlhkosti. Mělo by bez problému vydržet 20 a více let. Ještě se nestalo, aby pouzdro současné verze rozhraní nějakým způsobem selhalo. Životnost baterie závisí na způsobu a délce používání. Momentálně se zdá, že baterie by po 3 letech používání implantátu měla mít ještě 80 procent počáteční kapacity. Baterie vydrží na jedno nabití napájet implantát kolem 4 hodin, ale jak jsme uvedli v prezentaci o bateriích, velmi brzy se chystáme tento čas zdvojnásobit a máme i plán, jak ho znásobit čtyřikrát. O vláknech více poví Zach.“
Zach Tedoff: „Paralelně testujeme různé metody prodloužení životnosti vláken a elektrod. Zkoušíme teď například použít izolaci vláken z karbidu křemíku, což by nám mělo zajistit jejich více než pětiletou životnost, ale musí to být řádně otestováno. Kromě toho testujeme také nanášení materiálů po vrstvách o tloušťce jednoho atomu, což by mělo prodloužit jak životnost, tak i flexibilitu vláken. Pořád také zlepšujeme způsoby testování.“
„Co významného jste se naučili od minulé prezentace?“
Christine Odabashian: „Jedna z věcí, která nás trochu překvapila, je to, jak moc se lidský mozek v lebce pohybuje. Začínáte-li s pokusy třeba na hlodavcích, pohyb není tak zřejmý. U lidí se mozek může pohybovat až o stovky mikronů nebo i více, což při rozměrech našich vláken a jehel, je hrozně moc.“
Lesley Chan: „Dodala bych ještě to, jak dynamické je prostředí, ve kterém se implantáty nacházejí. To, že obrůstají novou tkání, což zhoršuje kvalitu signálu. Proto teď už víme, jak důležitý je vývoj co nejlepších náhražek tkání, abychom s testováním v reálném prostředí nemuseli čekat, až tkáň doroste a mohli testy provádět na substitutech v laboratoři.“
Alexander Wood-Thomas: „Jednou z věcí, kterou jsme se naučili, je také důležitost testování a validace nových systémů. Budujeme-li robotické systémy, které mají mít mikronovou přesnost, potřebujeme testovací systémy, které mají ještě vetší přesnost, abychom mohli potvrdit, že testované systémy pracují správně. Znamená to, že současně s vývojem našich robotů musíme vyvíjet také ony validační systémy.“
Nir Even-Chen: „Zjistili jsme, že vývoj prototypu není snadný, ale změna prototypu na produkt je ještě těžší.“
Elon Musk: „Já jsem zjistil, že mozek je mnohem měkčí, než jsem si původně myslel. (smích) Je to jako byste měli balónek s vodou uvnitř kokosového ořechu.“
„Bluetooth má svá omezení (zejména propustnost). Zvažujete jinou technologii?“
Bliss Chapman: „Chceme-li navyšovat počet elektrod našeho zařízení, propustnost může být problémem. Můžeme ho vyřešit dvěma způsoby. Jednak vylepšit způsob bezdrátového připojení. A pak také zefektivnit způsob přenosu dat, například díky jejich kompresi. Momentálně používáme Bluetooth s propustností 150 kilobitů za sekundu a stream kompresovaných dat, který jím vysíláme z 1024 elektrod má kolem 50 kb/s. Pro 16 000 elektrod příští generace rozhraní už při stejné kompresi Bluetooth stačit nebude. Momentálně testujeme ještě jiný způsob, jak snížit objem přenášených dat. Nazýváme ho „decode-on-head“, čili dekódování vzruchů přímo v hlavě uživatele. Jde o přenesení funkce strojového učení z MacBooků, na kterých je dnes, přímo na implantát. To je však ohromná technická výzva, protože musíte rozvinout rozsáhlé neuronové sítě na zařízení o velikosti větší mince. Pokud se nám to povede, budeme potřebovat bezdrátově přenášet jen nevelký objem dat.“
Matt: „Pokud jde o jiné systémy přenosu, testujeme 500Mhz pásmo na několika frekvencích s přenosem mezi 6 a 10 megabity za sekundu a nižší latencí. Testujeme ještě i jinou technologii používající takzvané pásmo W.“
„Mozek se s časem mění, je to plastický, nestálý systém. Jak bude vaše rozhraní reagovat na tyto změny?“
Nir Even-Chen: „Myslím, že půjde o oboustranné učení se. S časem může být potřeba upravovat naše algoritmy, ale také uživatel se může naučit zařízení lépe využívat.“
Jeremy Barenholtz: „Snažíme se stvořit rozhraní s extrémně velkým počtem elektrod a ty pak distribuovat do specifických částí mozku. Pokud máte elektrody všude, kde jsou potřeba, můžete eventuální změny mozku korigovat softwarově. Algoritmy se s časem můžou měnit.“
„Pokud jde o upgradovatelnost rozhraní, jak momentálně vypadá záměna rozhraní na nové? Působí nějaké poškození tkáně? Musíte čekat, než implantujete nové? Implantujete nové do stejného místa?“
Alexander Wood-Thomas: „Naším cílem je, aby následující implantace byla stejně jednoduchá jako ta první. Jsme na dobré cestě. Chceme-li, aby implantát vykonával stejnou funkci, implantujeme ho na stejné místo. Díky velikosti vláken je jizvová tkáň minimální a elektrody lze snadno z mozku vytáhnout. Máme opice, které mají druhé rozhraní na stejném místě a funguje výborně.“
„Zaznamenali jste, že by se mozek měnil rychleji, než se rozhraní bylo schopni přizpůsobit?“
Nir Even-Chen: „Pagerovi trvalo kolem třech dní, než se naučil pracovat s novou verzí implantátu. Žádné změny neuroplasticity jsme zatím nezaznamenali.“
„Vysíláte z implantátu nezpracovaný signál, nebo jen ony tři body křivky vzruchu, o nichž jste mluvili na prezentaci?“
Julian: „Čipy vidí nezpracovaný signál, ale vysílají už jen dekódované vzruchy. To umožňuje velkou kompresi. Můžeme však na vyžádání, kvůli testování, vysílat i nezpracovaný signál.“
DJ Seo: „Propustnost Bluetooth nás zde limituje – nedá se vysílat nezpracovaný signál ze všech 1024 elektrod najednou. Bezdrátový přenos také spotřebovává hodně energie, čili čím méně vysíláme, tím lépe.“
Elon Musk: „Bitrate, čili množství přenesených dat za sekundu, potřebný k ovládání počítače, je velmi malý. Pravděpodobně zde držíme rekord – kolem 10 bitů za sekundu, což skutečně není mnoho. Na druhou stranu, píšete-li dvěma palci něco v telefonu, rychlost přenosu také není nijak závratná. Pokud bychom v budoucnu chtěli přenášet obrazy v solidním rozlišení, budeme se pohybovat někde kolem 1 megabitu za sekundu, což je pořád bez problému v kapacitě, jakou má Bluetooth. Čili propustnost bezdrátového propojení momentálně není problémem.“
„Co konkrétně děláte, aby byla zajištěna co největší bezpečnost implantátu pro lidské pacienty?“
Jeremy Barenholtz: „Bezpečnost implantovaného zařízení můžeme potvrzovat dvojím způsobem. Jednak histopatologicky a pak také sledováním změn chování. U opic, které mají implantát dlouhou dobu, žádné takové změny nevidíme. To je velmi důležité. Histopatologické výsledky jsou také v pořádku. Problémem, na kterém pracujeme, je proces odstranění rozhraní, o kterém už byla řeč. Odstranění je momentem, kdy potenciálně můžete způsobit nějaká poranění tkáně. I zde ale máme dobré výsledky, což dokazuje i Pager, který má druhé rozhraní a daří se mu skvěle. Musíme však bez pochyby prokázat, že procedury budou zcela bezpečné také pro lidi.“
Dr. Paul Nuyujukian (z videa výše, které jsme rozebírali podrobně): „Nejprve bych vám jako předchozí držitel rekordu v rychlosti přenosu dat chtěl pogratulovat k novému rekordu, o kterém jste před chvílí mluvili. Moje otázka: Je známo, že spolupracujete s FDA a připravujete se na klinické testy. Jaké připomínky měla FDA k fungování rozhraní a k procesům spojeným s jeho implantací?“
Jeremy Barenholtz: „FDA nám skutečně klade významné a potřebné otázky. Jde například právě o proces odstranění rozhraní. Pak také jeho teplotní charakteristiku. Nesmí se v tkáni příliš zahřívat. Další věcí je biokompatibilita. Do organismu se z rozhraní nesmí dostat žádné toxické látky nebo jiným způsobem nekompatibilní objekty. Důležitým aspektem je i to, že naše zařízení je v mnoha ohledech průlomové a nejsme schopni pro jeho testy použít přístroje, které už byly dostupné, protože jednoduše neexistují. Musíme tedy současně vyvíjet i vlastní způsoby a aparáty pro jeho testování.
Elon Musk: „Pokud by se mě někdo zeptal, jestli bych chtěl, aby bylo zařízení implantováno například některému z mých dětí, v případě že by mělo třeba závažné poranění míchy, tak bych odpověděl, že ano. Myslím, že implantát už je skutečně bezpečný.“
„Spolupracujete při vývoji rozhraní s lidmi s poraněním páteře? Pokud ano, pomohli vám s něčím? Jakým způsobem by chtěli rozhraní používat?“
Bliss Chapman: „Máme skupinu potenciálních uživatelů (angl. consumer advisory board), se kterou spolupracujeme. Je v ní několik lidí s různými zdravotními problémy, včetně kvadruplegie. Radí nám v mnoha otázkách vývoje. Můžu zmínit jednu, řekněme, anekdotu: Asi před půl rokem jsem hovořil se dvěma z nich o tom, na co by nejvíce chtěli rozhraní používat. Jeden uvedl hraní na burze cenných papírů. Konkrétně že by chtěl v úspěšnosti obchodování porazit svého bratra. Ten druhý by si chtěl zahrát nějakou „střílečku“ na počítači. Určitým způsobem mě šokovala normálnost jejich tvrzení.“
Elon Musk: „Chtěl bych ještě zdůraznit to, že během vývoje rozhraní současně vyvíjíme také celou výrobní linku. V budoucnu chceme vyrábět tisíce, později i desetitisíce nebo dokonce miliony rozhraní.“
„Jeden z dlouhodobých cílů, o kterém jste mluvili, byla možnost zaznamenávání a stimulace všech oblastí mozku (takzvané celostní rozhraní). Dnes ale implantujete elektrody jen do svrchních vrstev mozkové kůry. Dá se se současným implantátem a robotem dostat hlouběji do mozku? Nebo kdy to podle vás bude možné?“
Elon Musk: „Základní vlastnosti zařízení se nejspíš moc měnit nebudou. Vlákna a implantační jehla budou muset být delší. Teoreticky pak můžete cílit na jakoukoliv oblast.“
„A co vyhýbání se krevnímu řečišti ve větších hloubkách, kde není z povrchu mozku vidět?“
Ian O’Hara: „Momentálně robot „vidí“ do hloubky okolo 1 milimetru. Snažíme se vymyslet, jak dále postupovat. Dobrým řešením se zdá být ultrazvuk nebo fotoakustická tomografie (angl. photoacoustic tomography), pomocí kterých se dá vidět několik centimetrů hluboko.“
Christine Odabashian: „Pokud vyvineme dostatečně tenké jehly a vlákna s elektrodami, budeme moci procházet žilkami aniž bychom způsobili krvácení.“
Elon Musk: „Ano, to by byla ideální situace. Žádné speciální metody zobrazování by potom nebyly ani potřeba. Myslím si, že je to dosažitelné.“
„Jaká je odolnost proti chybám elektrod? Kolik jich může přestat fungovat nebo odebírat signál, aby rozhraní ještě fungovalo?“
Julian: „Díky tomu, že máme mnoho elektrod – momentálně 1024, na příštím modelu rozhraní 16 000 – naše modely fungují i s menším počtem elektrod. Vůbec nevadí, pokud pár kanálů selže. Nemáme oficiální číslo, kolik aktivních elektrod potřebujeme, ale máme jich mnohem více, než je potřeba. Čím víc, tím líp, ale umíme dělat velké věci i s menším počtem.“
„Jak ověřujete správnost implantace vláken v živé tkáni?“
Sam Schmitz: „Máme mikroCT (počítačovou tomografii) a máme náhražky tkáně, které simulují ještě horší podmínky, než jsou v živé tkáni. Díky tomu máme jistotu, že v živé tkáni k nepovedeným implantacím nedojde.“
„Vzhledem k vašemu cíli vytvořit celostní neurální rozhraní zahrnující kompletní mozek se všemi jeho funkcemi, máte ambice rozlousknout také neurovědeckou stránku věci, nebo vám jde jen o tu technickou?“
Elon Musk: „Chceme se věnovat zejména té technické stránce, čili stvořit univerzální vstupní a výstupní komunikační zařízení. Poté ho pravděpodobně zpřístupnit neurovědcům, kteří díky němu budou moci prohloubit vědecké poznání.“
DJ Seo: „Chtěl bych zdůraznit, že Neuralink staví na celých dekádách předchozích výzkumů. Naše zařízení však může být skvělým prostředkem, jak ony výzkumy značně prohloubit. Dá se díky němu sledovat procesy, které se v mozku dějí.“
„Jaké jsou vaše další plány ve vývoji komplexního interfejsu?“
Nir Even-Chen: „Momentálně zkoušíme vytrénovat několik opic pro různé činnosti. V momentě, kdy budeme mít první lidské uživatele, se pro nás věc trochu zjednoduší, protože s nimi budeme moci mnohem lépe komunikovat. Zkoušíme také přímo dekódovat ruční psaní.“
Bliss Chapman: „Jsou i jiná mozková centra, která nás zajímají, například centrum řeči, díky kterému bychom mohli hodně zlepšit možnosti komunikace.“
Elon Musk: „Myslím, že zařízení tohoto typu zlepší naše poznání mozku způsobem, který si momentálně jen těžko můžeme představit.“
| < Předchozí část | Následující část > |
Předchozí články ze série Shrnutí nové prezentace Neuralinku:
Noland Arbaugh, první uživatel rozhraní Neuralinku, chystá na tento víkend trochu bláznivou výzvu – chce…
Rozhovor s neurochirurgem Mattem MacDougallem nabízí fascinující pohled do zákulisí inovativní technologie mozkových implantátů. MacDougall…
V přehledu novinek o síti Starlink se nejprve podíváme, jak satelitní konstelace na nízké oběžné…
Nová kniha Reentry od Erica Bergera se zaměřuje na vývoj Falconu 9 a kosmické lodi…
Dnešní článek vám představí novou anténu určenou pro příjem signálu družic Starlink. Na rozdíl od…
NASA před časem udělila SpaceX kontrakt na vývoj USDV (U.S. Deorbit Vehicle), což je upravená…
Zobrazit komentáře
Super jako vždy. Díky!
Díky!