Как Маск поможет слепым людям снова увидеть «свет»?

Примечание редактора: Вживление электронных устройств в мозг уже не является фантастическим сюжетом. Различные технологии и случаи постепенно стали реальностью, а искусственное зрение – следующее направление мозговых имплантаций.

Не только компания Маска Neuralink, занимающаяся интерфейсом «мозг-компьютер», но также исследовательские институты и компании по всему миру проводят аналогичные эксперименты по обеспечению зрения слабовидящим с помощью мозговых имплантатов.

Все эти технологии схожи: они пропускают глазные яблоки и зрительные нервы и отправляют визуальные сигналы непосредственно в мозг через электроды.

Хотя эта технология все еще находится на ранней стадии развития и качество визуального изображения все еще относительно низкое, она, несомненно, приносит «свет» группе людей с ослабленным зрением.

Вот скомпилированный контент:

Перепрыгните через глаза и верните свет

У Брайана Бассарда в мозгу 25 крошечных чипов.

Установленные в феврале 2022 года чипы представляют собой набор беспроводных устройств, обеспечивающих базовое зрение слепым людям, и Бассард является первым участником тестирования этих устройств.

56-летний Бассар потерял зрение на левый глаз из-за отслоения сетчатки в возрасте 17 лет и полностью ослеп на правый глаз в 2016 году. «Это было самое тяжелое, что я когда-либо испытывал», — сказал он, и в конце концов он приспособился к тому, как работать в полевых условиях.

В 2021 году Бассард услышал об эксперименте по созданию зрительного протеза в Иллинойском технологическом институте в Чикаго. Исследователи предупредили его, что устройство является экспериментальным и что зрительные способности вряд ли вернутся на прежний уровень.

Тем не менее, Бассард решил подписаться. Теперь Бассард полагается на эти 25 маленьких чипов, чтобы получить очень ограниченное зрение. Он может воспринимать людей и объекты внешнего мира через белые и радужные точки. Он описал:

Как вспышка на экране радара.

Бассар — один из немногих людей с нарушениями зрения в мире, которые рискнули сделать операцию на головном мозге, чтобы получить зрительный протез. Подобные эксперименты были проведены в Университете Мигеля Эрнандеса в Эльче, Испания, где исследователи имплантировали аналогичные системы четырем людям.

Чтобы понять, как эти электронные устройства могут принести свет слабовидящим, нам нужно сначала понять принципы визуализации глазного яблока.

Когда свет попадает в глаз, он сначала проходит через роговицу и хрусталик, внешний и средний слои глаза. Когда свет достигает сетчатки в задней части глаза, клетки, называемые фоторецепторами, преобразуют его в электрические сигналы, которые проходят через оптику. Передаваемые по нерву, мозг интерпретирует эти электрические сигналы в изображения, которые он видит.

Большинство нарушений зрения вызваны повреждением сетчатки или зрительного нерва, в результате чего глаза не могут должным образом взаимодействовать с мозгом.

Принцип работы имплантата заключается в том, чтобы полностью обойти глаза и зрительный нерв и отправить информацию непосредственно в мозг. Поэтому теоретически с помощью имплантатов можно решить любую причину слепоты, будь то заболевание глаз или травма.

Особая область мозга, отвечающая за общение с глазами и обработку информации, посылаемой глазными яблоками, называется зрительной корой. Она расположена в задней части головы и обеспечивает удобство для имплантированных электронных устройств.

Эти 25 чипов на самом деле представляют собой миниатюрные стимуляторы, которые могут излучать слабые токи. Каждый чип размером с ластик карандаша содержит 16 крошечных электродов, тоньше волоса. Каждым электродом можно управлять индивидуально. Всего у Бассарда 400 электродов. имплантирован в его мозг.

Пара камер, установленных на очках, будет снимать окружающую среду для Бассарда. Захваченные изображения будут обработаны с помощью специального программного обеспечения и преобразованы в команды, которые будут связываться с сетью имплантированных чипов, тем самым активируя определенные электроды для стимуляции нейронов.

Благодаря этой стимуляции нейроны производят зрительное восприятие, называемое фосфенами, которые выглядят как точки света. И в этом процессе свет никогда не достигает глаза.

Поскольку электроды были сфокусированы только на одной области зрительной коры, Бассар мог видеть фосфены только в левом нижнем углу поля зрения. Хотя общий эффект еще далек от полного восстановления зрения, эти «фосфены» улучшили способность Бассарда ориентироваться в комнате и выполнять основные задачи настолько, что теперь он может различать четыре объекта, поставленные на тарелку.

В исследовании в Университете Эльче Мигеля Эрнандеса экспериментаторы установили только имплантат, содержащий 100 электродов, а руководитель эксперимента Эдуардо Фернандес рассказал, что все четыре добровольца смогли идентифицировать линии, фигуры и простые буквы.

Фернандес сказал, что нынешняя цель этой технологии — не «восстановление зрения», а улучшение ориентации и мобильности людей с нарушениями зрения. Он отметил, что один волонтер уже смог объезжать препятствия на беговой дорожке с экраном виртуальной реальности.

В результате Фернандес надеется в будущем добавить больше электродов, увеличив количество фосфенов и создав более детальные изображения.

Син Чен, доцент кафедры офтальмологии Питтсбургского университета, соглашается. Она считает, что для восстановления зрения потребуется имплантация сотен и тысяч электродов.

Филип Тройк, руководитель эксперимента Бассарда, считает, что важно не количество электродов, а место их имплантации. Вживление электродов, более распределенных по зрительной коре, даст больше светлых пятен, но это означает более глубокую операцию.

Маск уверен в себе

Маск также объявил в прошлом месяце, что следующим шагом его компании Neuralink, занимающейся интерфейсом мозг-компьютер, является разработка продукта «Blindsight». Сообщается, что этот продукт аналогичен решению, которое использует Бассар, полностью минуя глаза и зрительный нерв. и напрямую посылает сигналы в мозг. Мозг посылает визуальную информацию.

Маск уверен в Blindsight. В марте Маск сообщил на X, что Blindsight уже работает на обезьянах (ни одна из обезьян не была убита или серьезно ранена в процессе, добавил он).

Он также сказал, что, хотя на этой ранней стадии полученное визуальное разрешение будет низким, в конечном итоге оно может превысить нормальное человеческое зрение.

Ранее, в ноябре 2022 года, Маск также утверждал, что даже если человек родился слепым и никогда не имел зрения, они уверены, что он сможет вернуть зрение.

Помимо Маска на рынке также есть множество компаний, разрабатывающих подобное оборудование. Компания Cortigent со штаб-квартирой в Калифорнии работает над аналогичным мозговым имплантатом под названием Орион, который был использован на шести людях с нарушениями зрения.

Путь к свету долог и труден

При нынешнем уровне технологий и исследований эта технология все еще находится на очень ранней стадии, и ей еще предстоит решить множество проблем.

Первая проблема заключается в том, что имплантаты необходимо подгонять под каждого реципиента. Зрительная кора у всех немного разная, поэтому место имплантации электродов и ток, который они генерируют, требует экспериментирования и настройки.

Поскольку они подвергали мозг электрическим токам, экспериментаторы очень осторожно относились к силе тока. Если ток слишком велик, легко вызвать побочные эффекты, такие как эпилептические припадки, боль и повреждение тканей головного мозга. Если ток слишком мал, идеальных результатов визуализации достичь невозможно.

Еще одним препятствием является долговечность имплантированного устройства. Для экспериментов в Питтсбурге и Испании исследователи использовали квадратную сетку из 100 крошечных кремниевых игл, каждая из которых имела электрод на конце.

Этот режим может длиться от месяцев до лет, но устройство может перестать работать, как только вокруг имплантата образуется рубцовая ткань, которая мешает устройству получать сигналы от близлежащих нейронов.

А Neuralink разрабатывает меньшие по размеру и более гибкие электроды, способные проникать в мозг. Нынешнее устройство Neralink будет размещено в черепе, а тонкие проволочные электроды будут проникать в ткань мозга.

Чен согласен с идеей, что более мягкие электроды могут продлить срок службы имплантатов, но как это на самом деле будет работать, еще неизвестно.

Также стоит обсудить, повлияет ли продолжительность слепоты на работу этих устройств. Один из участников испанского исследования был слеп в течение 16 лет, а Бассар был полностью слеп в течение шести лет.

Чен считает, что более раннее вмешательство лучше, потому что после многих лет слепоты зрительная система ухудшится, но систематические исследования и доказательства все еще необходимы.

Что касается замечаний Маска о восстановлении зрения слепорожденным, то испанец Фернандес не уверен, возможно ли это, поскольку это никогда не проверялось. Теоретически слепорожденные люди никогда не использовали зрительную кору головного мозга для обработки зрительной информации, а нормальная зрительная кора является важной предпосылкой для правильной работы нынешних имплантатов.

На данный момент Бассард может использовать зрительный имплантат только в лаборатории, поскольку исследователи могут контролировать стимуляцию, но исследователи также разрабатывают мобильные системы, которые будущие участники смогут использовать дома.

В испанском исследовании участникам имплантируют устройства только на шесть месяцев, после чего их удаляют.

В настоящее время эта технология все еще находится на очень ранней стадии, и до «восстановления зрения» еще предстоит пройти долгий путь. Однако и Тройк, и Маск из эксперимента Бассарда считают, что целью такого рода эксперимента является не только это. «восстановить зрение», но и «восстановить зрение, чтобы изучить возможности искусственного зрения».

Бассард знал, что при жизни он не получит особой пользы от эксперимента, но сказал:

Я делаю это для будущих поколений.

Исходный адрес: https://www.wired.com/story/the-next-frontier-for-brain-implants-is-artificial-vision-neuralink-elon-musk/

Автор оригинала: Эмили Маллин

# Добро пожаловать на официальную общедоступную учетную запись WeChat Aifaner: Aifaner (идентификатор WeChat: ifanr). Более интересный контент будет предоставлен вам как можно скорее.

Ай Фанер | Исходная ссылка · Посмотреть комментарии · Sina Weibo