Tři zástupci Neuralinku prezentovali svou práci a odpovídali na otázky v podcastu pro pacienty s ALS

Neustále se snažíme být v obraze, ale i tak se občas stane, že se k nám některé informace o Neuralinku dostanou trochu později, než bychom chtěli. Příkladem je prezentace třech zástupců Neuralinku, která se konala v červnu 2021 a je dostupná na YouTube.

Šlo o vystoupení Jayanta P. Menona, Christine Odabashian a Kate Gelman v podcastu Everything ALS věnovaném pacientům s amyotrofickou laterální sklerózou (ALS), tedy potenciálním adeptům pro implantaci prvních neurálních rozhraní Neuralinku. Asi by se dalo říci, že ze strany Neuralinku, přinejmenším částečně, šlo o nábor do firemního registru pacientů a tedy i potenciálních účastníků prvních klinických testů.

V první části videa zástupci Neuralinku pověděli něco o tom, jak funguje mozek (Jayant P. Menon), o co jde Neuralinku a jak vypadá jejich implantační robot (Christine Odabashian) a implantát (Kate Gelman). V prezentační části jsme se mnoho nového nedozvěděli (snad s výjimkou toho, o čem mluvila Kate Gelman). Zajímavější však byla část druhá, čili otázky a odpovědi. Otázky představitelům Neuralinku kladli pacienti a členové Everything ALS prostřednictvím dvou moderátorů.

Nejprve si ale krátce představme přítomné zástupce Neuralinku a organizaci, která akci uspořádala.

 

Christine Odabashian

Vedoucí týmu vývoje implantačního hardwaru

Christine jsme měli možnost vidět na poslední prezentaci Neuralinku. Představili jsme si ji v jednom z našich dřívějších článků.

V Neuralinku vede tým, jenž pracuje na vylepšování hardwaru a procesů implantace elektrodových vláken rozhraní do mozku. Před nástupem do Neuralinku v roce 2017 pracovala ve SpaceX v oblasti designu avioniky, spolehlivosti výroby motorů a v technickém týmu dohlížejícímu na starty raket. Svou prací bezprostředně přispěla k historicky prvnímu přistání a opětovnému použití rakety Falcon 9. Byla také v týmu, který vyšetřoval dvě anomálie Falconu 9 v letech 2015 a 2016. Vystudovala strojní a letecké inženýrství na Princetonské univerzitě. Jejímu zesnulému otci diagnostikovali ALS, když byla na střední škole. Má tedy osobní motivaci k tomu, aby přispěla k léčbě podobných zdravotních problémů.

Jayant P. Menon

Docent neurochirurgie na Stanfordově univerzitě
Director of Medical Operations v Neuralinku

LinkedIn | X | Stanford

Jayant P. Menon je docentem neurochirurgie na Stanfordu, kde se stará o pacienty s traumatickým poraněním mozku a míchy. Studoval biomedicínské inženýrství na Kalifornské univerzitě v San Diegu, kde mimo jiné pracoval na vývoji neurálního rozhraní pro kvadruparetické pacienty závislé na respirátorech.

Menon je rovněž výkonným ředitelem (CEO) ve firmě Nahlia, což je společnost financovaná NASA, vyvíjející automatizovaného lékařského agenta pro astronauty (angl. Autonomous Medical Response Agent, AMRA). Ten má astronautům pomáhat udržet zdravotní kondici na dlouhodobých misích, například na Mars.

Podle svého profilu na LinkedIn působil Jayant v Neuralinku jen 10 měsíců v roce 2021 na pozici ředitele operačního týmu (angl. Director of Medical Operations). Prováděl implantace rozhraní, pomáhal budovat tým pro klinické testy a pomáhal i s vývojem neurochirurgického robota.

Kate Gelman

Engineer and Patient Engagement Lead

LinkedIn | X

Kate Gelman už také stihla z Neuralinku odejít. Nedlouho po publikaci podcastu, v září 2021, odešla do konkurenční firmy Precision Neuroscience.

V Neuralinku dělala kde co. Do firmy nastoupila v roce 2017, tedy už rok po jejím založení. Nejprve pracovala na designu implantační jehly neurochirurgického robota. Pak pomáhala s vývojem indukčního napájení implantátu a jeho bezdrátové nabíječky. Nakonec se účastnila také projektu spolupráce Neuralinku s potenciálními pacienty.

Everything ALS

web | YouTube | X | LinkedIn | Facebook | Instagram

EverythingALS je nezisková organizace, jejímž cílem je stírání hranic mezi pacienty, výzkumem a technologiemi různého druhu. Na své stránce organizace uvádí, že věří, že inovativní technologie budou klíčovým faktorem pro ukončení ALS. Členskou základnu tvoří studenti, zdravotní sestry, lékaři, podnikatelé, inženýři, biologové a pacienti s ALS.

Prezentace zástupců Neuralinku

Podcast moderovali dva představitelé z řad Everything ALS. Ti nejprve krátce představili Neuralink a pak také jeho tři pracovníky, kteří posléze během asi půlhodiny prezentovali své materiály o tom, jak funguje mozek a jak vypadá technologie Neuralinku.

Jayant P. Menon

Mluvil o rozdělení mozku na funkční regiony (přesněji domény), o tom, že mozek je podobně jako počítače vstupním a výstupním „zařízením“ (angl. input-output device). Vstupy jsou smysly, kterých je jen zdánlivě 5. Dnes už víme, že ke hmatu, sluchu, zraku, čichu a chuti musíme přidat ještě smysl pro udržování rovnováhy (ekvilibriocepci), propriocepci (vnímání polohy částí těla), kinestézii (vnímání pohybu částí těla), nocicepci (vnímání bolesti), chronocepci (vnímání času) a interocepci, díky níž jsme schopni vnímat děje uvnitř našeho vlastního těla (plný žaludek, bušení srdce) či výskyt chemických látek v těle. Výstupy z mozku pak jsou dvojího typu – zamýšlené, jako například řeč a pohyby svalů, a mimovolné, čili třeba dýchání nebo trávení.

Dalo by se tedy říci, že centrální nervový systém funguje podobně jako počítač a může také s počítači interagovat. Neuralinku pak jde o to, aby tato interakce, která dnes probíhá za pomoci klávesnic a myší, byla zefektivněna a urychlena. Znázorňuje to následující obrázek:

Christine Odabashian

Christine představila situaci, v jaké se tehdy (v polovině roku 2021) Neuralink nacházel. Firma usilovně pracovala na tom, aby získala povolení pro klinické testy. Pověděla krátce také o tom, že inženýři společnosti mají mnoho nápadů, co by se s jejich rozhraním dalo v budoucnosti dělat a že ultimátním cílem je eliminace hrozeb umělé inteligence.

Ve druhé části své prezentace Christine mluvila o implantačním robotovi, jehož části pomáhá vyvíjet. Uvedla, že na jeho vývoji pracuje velký tým lidí. Robot má mnoho různých částí – kinetiku, strojové vidění, cartridge, jehlu, software a tak dále. Vývoj každé z nich vyžaduje inženýry s úplně jinými kompetencemi. Uvedla rovněž důvody, proč je robot potřebný – nutnost práce s miniaturními vlákny, precizní manipulace s nimi, zkrácení času operace, vyhýbání se krevnímu řečišti a minimalizace dopadu operace na živé tkáně.

Kate Gelman

V části, kterou prezentovala Kate, bylo nejvíce nových informací. Týkaly se především implantátu a spolupráce Neuralinku se členy „Consumer Advisory Board“, neboli rady potenciálních uživatelů rozhraní Neuralinku.

Kate na úvod představila, jak vypadá a funguje implantát, tedy že má 1024 elektrod na flexibilních vláknech, detekuje vzruchy přímo na svém čipu a používá Bluetooth a indukční nabíjení, čili není na uživateli vidět.

Jedna ze zajímavostí se týkala právě indukčního nabíjení – Kate nastínila něco o tom, že Neuralink pracuje na různých prototypech – nejde jen o čepice, ale také sponky do vlasů, držáky na invalidní vozík a držáky na rám postele pro pacienty, kteří jsou upoutáni na invalidní vozík nebo lůžko. (O nabíječce jsme se mezitím dozvěděli i něco více.)

Uživatelé pak podle ní budou moci díky rozhraní ovládat doslova jakoukoliv aplikaci na chytrém telefonu. Jako příklady uvedla bankovnictví, telefonní hovory, emaily, webové prohlížeče a hry nebo streamovací služby. Znamená to ale také, že budou rovněž moci ovládat nejen digitální svět, ale částečně i ten fyzický, neboli vše, co se dá ovládat například aplikacemi pro chytrou domácnost. V blízké budoucnosti by se tak rozhraní dalo používat i k ovládání invalidních vozíků a postelí, robotických končetin nebo i automobilů. Mohlo by rovněž sloužit pro tzv. biometriku, neboli monitoring biologických funkcí.

Pacienti z výboru uživatelů jsou pro Neuralink velkou inspirací. V roce 2021 bylo ve výboru 5 členů, všichni s kvadruplegií. Byli oficiálními členy Neuralinku a radili s designem všeho, co mělo nějakým způsobem přímo ovlivňovat budoucí pacienty. Jak vypadala jedna s diskuzí Neuralinku se členy výboru, můžeme vidět na následující fotografii.

Neuralink v roce 2019 spolupracoval také se Stevem Gleesonem, což je bývalý hráč amerického fotbalu, který přinejmenším od roku 2011 trpí na amyotrofickou laterální sklerózu. Gleesonův tým poukazoval na problémy s kalibrací „eye trackeru“, což je zařízení, které umožňuje uživateli komunikovat pomocí sledování pohybu očí a systému pro generování řeči (používal ho také nedávno zesnulý slavný astrofyzik a kosmolog Stephen Hawking). To inspirovalo odborníky Neuralinku k práci na rychlé a snadné kalibraci rozhraní. Inženýrský tým navrhl kalibrační proces, který probíhá nepřetržitě. Zařízení je potřeba překalibrovat pouze v případě, že jej několik dní nepoužíváte.

Steve Gleeson údajně prohlásil, že by se vzdal poloviny času, který mu na Zemi zbývá, výměnou za možnost komunikovat s lidmi normální konverzační rychlostí.

Otázky a odpovědi:

Sekce otázek a odpovědí byla tou nejzajímavější z celé akce. Otázky zadávali členové Everything ALS, tedy akademici, studenti a také pacienti.

Co přesně bude držet vlákno v mozku po jeho implantaci?

Christine: V mozku vlákna ve skutečnosti nic nedrží, ale nepůsobí na ně žádná síla, která by je z něj mohla vytáhnout.

Co brání opici (Pagerovi) vyjmout svůj implantát?

Kate: Nemůže ho odstranit, protože je schovaný pod kůží. Musel by si strhnout kůži i se srstí, což asi nechce. Myslím, že ho nijak necítí. Ani si nevšiml, že ho má. Po implantaci se normálně vrátil ke svým obvyklým návykům. Jeho srst teď úplně dorostla a když mu jeho rozhraní nabíjím, nemám tušení, kde přesně je.

Jayant: Zařízení je navrženo tak, aby bylo také zcela vyjmutelné. Pokud jej už uživatel nebude chtít nebo ho bude chtít upgradovat, bude ho moci zcela vyjmout a implantovat nové.

Pozorovali jste u opic s implantovaným zařízením nějaké záchvaty?

Jayant: Žádné záchvaty. Implantace elektrod provádí robot, takže nebezpečí záchvatů je velmi nízké.

Je motorická oblast mozku jediným vhodným místem pro implantaci elektrod a je nutné, aby neurony v tomto místě byly zdravé a fungovaly normálně?

Jayant: Ne, nejen motorická oblast. Jakákoli část mozku, která má vědomou kontrolu, může být použita pro ovládání věcí pomocí rozhraní. Pokud nemáte zdravou oblast ovládající ruce, můžete použít oblast pro nohy. Oblast řeči můžete také použít například k ovládání joysticku. V podstatě můžete vzít jakýkoli výstup z mozku a namapovat ho na jakýkoli vstup do počítače. Nemusíte ani myslet na pohyb kurzoru, můžete třeba myslet na určité slovo nebo frázi, která může spouštět signál pro počítač.

Jak určujete, na které neurony chcete cílit?

Jayant: Od 50. let 20. století jsou prováděny neurochirurgické zákroky u pacientů s nádory nebo jinými problémy kolem motorických neuronů a při té příležitosti byly mapovány oblasti tak, že se neurochirurgové opatrně dotýkali povrchu mozku nebo do něj vysílali malé elektrické impulzy. Dříve se to dělalo s pacienty, kteří byli při vědomí. Dnes můžou spát, protože na svaly, které nás zajímají, nasadíme malá odposlechová zařízení. Můžeme stimulovat různé části mozkové kůry a přesně říci, kterou část těla ovlivňují. Dnes už to umíme udělat dokonce i před operací pomocí magnetické rezonance. Můžeme to provádět na základě něčích zamýšlených pohybů. Ochrnutý pacient přemýšlí o určitém vědomém úkolu, třeba pohybu paží nebo si třeba něco v duchu říká, a část, která je za tuto akci zodpovědná, se objeví na obrázku z rezonance. Tyto snímky můžeme použít před implantací rozhraní, aby nám pomohly upřesnit, kam implantát umístíme. Cílové místo implantace přizpůsobujeme jednotlivci, protože mapa oblastí mozku každého člověka není úplně stejná.

Jaké jsou komunikační možnosti zařízení Neuralinku v porovnání se systémy sledování očí, které dnes používá ke komunikaci většina pacientů s ALS? Jak by Neuralink rozšířil možnosti těchto „eye trackerů“?

Kate: Doufáme, že Neuralink může technologii sledování očí zcela nahradit. Uvolnili bychom tím vaše oči, abyste s nimi mohli dělat cokoliv jiného. Ke komunikaci byste je už nepotřebovali. Doufáme také, že naše rozhraní komunikaci urychlí. „Eye trackery“ například používají takzvaný „dwell time“ pro funkci nahrazující kliknutí počítačové myši, čili musíte nějaký čas zůstat s kurzorem na místě, aby bylo „kliknutí“ provedeno. Naše technologie místo toho používá ekvivalent skutečného kliknutí, takže pak píšete mnohem rychleji. (pozn. redakce: mluvil o tom také profesor Nuyujukian v rozboru videa Monkey MindPong)

Jayant: Další výhodou je, že se ani nemusíte na nic dívat. Vše, co musíte udělat, je přemýšlet o akci spojené s věcí, kterou chcete ovládat, způsobem, jakým ji chcete ovládat. Můžete se tedy rozhodnout, že pomyšlení o pohybu ruky nahoru rozsvítí světla, nebo pomyšlení o tom, že rukou opisujete kruh, nastaví termostat na teplotu, kterou chcete. Můžete to udělat se zavřenýma očima, když ležíte v posteli. Nemusíte vůbec ani sedět u žádného přístroje.

Kate: Později, když si na zařízení více zvyknete a ono se vám přizpůsobí, už nebudete ani myslet na mávání rukou, ale pouze na zhasnutí světla. Bude to podobné, jako když píšete na klávesnici, nepřemýšlíte o tom, že chcete přesunout prst na tu nebo jinou klávesu, to jen zpočátku, když se učíte pracovat na počítači. Pak už jen myslíte o tom, že napíšete třeba písmeno K. S rozhraním to bude podobné.

Může mít implantát nějaký negativní vliv na sluch nebo orientaci v prostoru? Je nějakým způsobem podobný kochleárním implantátům?

Jayant: Důležité je rozmístění funkčních oblastí v mozku. První region, do kterého chceme naše zařízení implantovat, je ten, který kontroluje pohyb ruky. Ingerence v této oblasti nemá žádný vliv na rozpoznávání řeči nebo zpracování sluchu. Víme to díky 100 letům výzkumu mozku. Co je však důležité v případě kochleárních implantátů je to, že nám dokazují, že neurální rozhraní nejsou ničím novým. Používají se již mnoho let. Rozhraní N1 je v mnohém kochleárnímu implantátu podobné, ale má více elektrod a jeho implantace je bezpečnější a rychlejší, což je velmi důležité. Celý proces implantace má být velmi rychlý a bezpečný. V jeden den vám ho implantují a můžete jít domů.

Už jste mluvili o tom, že se snažíte zmírnit rizika vašeho rozhraní, ale jaká rizika ještě přetrvávají? Co třeba úder do hlavy v oblasti, kde máte implantát – nemůže to způsobit nějaké poškození mozku?

Jayant: Pokud se podíváme na historii implantovatelných zařízení, jako je DBS vkládané velmi hluboko do mozku, riziko krvácení je kolem 1 % a riziko infekce je stejné jako u jakékoliv operace mozku – kolem 4 % se sterilním operačním sálem, sterilními technikami a antibiotiky. To je celosvětový průměr. U operací při úrazech nebo nehodách riziko stoupá. Je dokázáno, že nebezpečí infekce závisí na délce operace. Je to jeden z důvodů, proč se snažíme výrazně zkrátit čas implantace.

Pokud jde o to, zda je bezpečné mít implantát v hlavě, to s jistotou potvrdíme teprve prvními experimenty. Nyní máme data z jiných podobných implantátů, například Utah Array, které bylo implantováno celkem 48 lidem. Jde o zařízení, jehož určitá část (konektor) vychází ven z lebky. Pacient má tedy neustále otevřenou ránu a je vystaven trvalému riziku infekce. I přes to nedošlo k žádnému úmrtí. Myslím, že snad jen jedna osoba měla infekci a zařízení muselo být odstraněno.

Testujeme naše rozhraní ze všech stran. Jde nám o to, aby bylo zařízením každodenního užitku. Pacienti s Utah Array můžou svůj implantát používat jen v laboratoři. Chceme, aby naši uživatelé mohli rozhraní mít i u sebe doma nebo kdekoliv jinde. Je proto navrženo tak, aby mohlo být tímto způsobem používáno, a je rovněž v testovací laboratoři vystaveno všemožným zátěžím, abychom to potvrdili. Musí třeba vydržet pobyt v blízkosti elektrických polí nebo potenciální pád uživatele. Chceme si být jisti, že zařízení bude bezpečné v normálním světě. Každopádně očekáváme, že riziko bude podobné jako u současných zařízení, čili hluboké mozkové stimulace nebo kochleárních implantátů.

Christine: Implantát neplave přímo na mozku, ale je upevněn v lebce. Není to tak, že byste na něj poklepali a on by vám tlačil na mozek.

Kate: Agentura FDA nám vytyčuje velmi konkrétní způsoby testování všech komponent. Například jsme na implantát nechali padat těžké kovové válce, abychom se ujistili, že ani úder do něj ho nepoškodí.

Jaká je životnost rozhraní? Za jak dlouho se musí vyměnit? A jak často se musí nabíjet?

Kate: Pokud jde o verzi, kterou budou mít první pacienti, jsme schopni garantovat, že bude fungovat přinejmenším rok. Doufáme, že to reálně bude více, ale nemáme to dostatečně otestováno. Provádíme mnoho věcí jako například urychlené testování a usilovně pracujeme na rozšíření životnosti příštích verzí.

Pokud jde o nabíjení, neustále pracujeme na tom, aby implantát spotřebovával méně energie, aby jej uživatelé nemuseli nabíjet tak často. Rozhraní bude normálně fungovat i během nabíjení. Nabíječka je bezdrátová (přenosná) a nabíjí indukčně, takže během nabíjení uživatel nebude muset být připojen k síti, ale bude se moci klidně i procházet s nabíjecí čepicí na hlavě.

ALS způsobuje významné poškození motorických neuronů – je možné vrátit motorické funkce zpět? Jak byste poslali signál do poškozených motorických neuronů?

Jayant: Dá se obejít poškozené nervy a stimulovat svaly přes kůži pomocí externích nositelných zařízení. Podobné experimenty jsou prováděny a fungují třeba pro otevření nebo zavření pěsti. Svaly můžete ovládat i přímo nebo použít exoskelet.

Je však důležité brát neurální rozhraní jako nástroj pro zlepšení kvality života podobný invalidnímu vozíku pro pacienty s Parkinsonovou chorobou. Rozhraní zlepšuje kvalitu života, není to léčba nemoci.

Jaký je časový plán pro testování na lidech? Už máte povolení?

(pozn. redakce: prezentace se konala v červnu 2021, ještě před letošním udělením povolení k testům)

Jayant: Naším prvním cílem je bezpečnost. Zařízení, jeho implantace, používání i odstranění musí být opravdu bezpečné. Nejprve to musíme potvrdit na zvířatech. Doufáme však, že se nám podaří s testy na lidech začít co nejdříve. Chtěli bychom je začít s asi 10 lidmi. S lidmi toho můžeme dokázat mnohem více než se zvířaty, se kterými nemůžeme mluvit. S lidmi se můžeme učit mnohem rychleji.

Myslíte si, že váš implantát bude jednou moci nejen naslouchat neurony, ale také zapisovat informace do mozku? A jaké aplikace z toho vzejdou?

Jayant: Ano, všichni o tom sníme. Musíme ale nejdříve zajistit, aby rozhraní fungovalo tak, aby lidem dávalo nějakou hodnotu. Už nyní uvažujeme o mnoha různých způsobech jeho využití. Musím zopakovat, že nic z toho není nové. Hluboká mozková stimulace je vstupní zařízení, které funguje opravdu dobře. Používají se i přístroje na záchvaty, OCD, Tourettův syndrom nebo deprese. Myslíme si, že naše platforma bude schopna provádět mnoho podobných funkcí, ale musíme se k tomu dostat. Věřím, že jdeme dobrým směrem.

---

Přispějte prosím na provoz webu ElonX, aby mohl nadále zůstat bez reklam. Podpořte nás pomocí služby Patreon či jinak a zařaďte se tak po bok ostatních dobrodinců, kteří už finančně přispěli. Děkujeme!