Проект Neuralink представил публике программное обеспечение и имплантируемую аппаратную платформу. Презентацию провел предприниматель Илон Маск, ведь это – его проект. Подробности о устройстве чипа Link, аппаратуре для его внедрения и перспективах использования сообщило издание VentureBeat.
Три поросенка. Демо-версия чипа совместима со свиньями
Прототип чипа использовали на свиньях. Свиней выбрали потому, что их мозг имеет твердую оболочку и структуру черепа, сходной с человеческой, объяснили разработчики. До события хирургический робот под наркозом вживил по два чипа Link двум свиньям – Гертруде и Дороти. У Дороти, например, чип удалили без последствий для ее здоровья. Еще одной свинье – по кличке Джойс – вживлять чип не стали. Маск назвал событие «демонстрацией трех поросят».
Во время демонстрации решения активность мозга Гертруды отображалась на экране. Когда свинья касалась объектов пятачком и нюхала их, чихала и ела, то чип фиксировал сильные сигналы мозговых нейронов. Данные выводились на монитор и сопровождались звуком.
Для соединения участков мозга и чипа используются высокогибкие провода. Они не порвутся, даже если свинья столкнется с препятствием и сильно ударится головой.
Пока ученые только ознакомились с представленной разработкой. Академики пока не сделали никаких научных выводов.
По словам Маска, назвавшего устройство «фитнес-браслетом в черепе», в тестировании чипа Link скоро смогут поучаствовать люди. «Я думаю, на старте технология, вероятно, будет… довольно дорогой. Но стоимость чипа и хирургической операции быстро упадет. Мы хотим снизить цену до нескольких тысяч долларов», – прокомментировал Маск во время выступления.
Какие обновления получил чип с момента прошлогодней демонстрации?
Чип в этот раз был проще, чем предыдущая версия Link 0.9, представленная прошлым летом. Упрощение, по словам Маска, позволило минимизировать размеры устройства – до 0,23 см в ширину и 0,08 см в толщину. Устройство теперь не требуется размещать за ухом, как Link 0.9. В новом чипе предусмотрена беспроводная зарядка. Еще одно преимущество – возможность удаления чипа без вреда для здоровья.
Новый интерфейс N1 для испытаний создан на основе ASIC (application-specific integrated circuit, «интегральной схемы специального назначения»). Он состоит из:
- тонкой пленки;
- герметичной подложки, которая может взаимодействовать более чем с 1024 электродами.
До десяти таких чипов можно разместить в одном полушарии мозга. Оптимальная схема, по словам разработчиков: минимум четыре чипа в моторных областях мозга и один – в соматической сенсорной области.
Представленный прототип может извлекать информацию в режиме реального времени из большого числа нейронов.
Каков принцип работы чипа Link?
Реле электродов обнаруживает нейронные импульсы и передает сведения о них процессору. Процессор может считывать информацию по 1,5 тыс. каналам. В коммерческой версии устройства возможности расширят. Link сможет считывать сигналы почти с 3 тыс. электродов, рассчитанных на массив по 96 потоков.
Интерфейс чипа включает:
- инерционные датчики измерения, давления и температуры,
- аккумулятор с возможностью беспроводной подзарядки с емкостью для работы в течение дня.
Аналоговые пиксели усиливают и фильтруют нейронные сигналы и преобразуют их в цифровые биты. Один аналоговый пиксель может захватывать все нейронные сигналы из 20 тыс. выборок в секунду с разрешением 10 бит. Этот процесс формирует скорость нейронных данных в 200 Мбит/с для каждого из 1024 каналов.
После усиления сигналы преобразуются встроенными аналого-цифровыми преобразователями. Преобразователи определяют форму импульсов нейронов. Для вычисления входящих нейронных данных N1/Link требуется 900 наносекунд.
Устройство подключается по беспроводной связи через кожу через Bluetooth к смартфону на расстоянии до 10 метров.
Как будут вживлять чип людям?
Для вживления чипа используют хирургический аппарат V2. Он состоит из трех частей:
- основание;
- подголовник с автоматизированными хирургическими инструментами, с камерами и датчиками;
- сменные одноразовые емкости с шовным материалом.
Одноразовый пакет с шовным материалом прикрепляется с помощью магнитов вокруг головки устройства.
Устройство в подголовнике удаляет часть черепа для вживления чипа. Алгоритмы компьютерного зрения направляют иглу с пучками проводов в пять микрон и диаметром от 4 до 6 микрон и соединяют с электродами в разных местах и на разной глубине. На максимальной мощности машина способна вводить шесть ниток в минуту с 192 электродами.
За фиксацию черепа пациента во время операции отвечает подголовник. Рабочий корпус машины прикрепляется к основанию, обеспечивающему стабильную опору для всей конструкции.
После завершения операции часть черепа возвращается на место.
В Neuralink уже думают о замене механического сверления черепной коробки лазерным.
По словам Маска, операция по внедрению чипа в человеческий мозг в идеале займет не более часа и без применения общей анестезии. Отказаться от интерфейса Neuralink или обновить его будет также просто, как обновить фитнес-браслет или положить его на полку.
Для чего нужен Neuralink?
В дальнейшем имплантаты получат возможность настройки через приложение, говорят разработчики. Поэтому пациенты смогут управлять и перенаправлять выходные данные с телефона на клавиатуру или мышь компьютера. Одна из амбициозных целей проекта Neuralink – дать возможность людям, страдающим тетраплегией (параличом большей части тела), печатать со скоростью 40 слов в минуту.
Также Neuralink заинтересовались в Управлении по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA) для использования в потенциальных клинических испытаниях с участием людей, страдающих параплегией.
Разработчики говорят, что их чип закладывает фундамент для исследований по облегчению таких недугов, как болезнь Паркинсона, эпилепсия, врожденные глухонемота, слепота, параличи.
О проекте
Проект Neuralink основан в 2016 году. Цель проекта – создание нейрокомпьютерного интерфейса. Neuralink получила $158 инвестиций, в том числе не менее $100 млн от Илона Маска. В компании работает более 90 сотрудников.
Соучредители Neuralink – Тим Хэнсон (Tim Hanson) и Филип Сабес (Philip Sabes) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Они разработали технологию совместно с профессором Калифорнийского университета в Беркли Мишелем Махарбизом (Michel Maharbiz).