Son commentaire sur la technologie Neuralink que nous avons publiée en octobre 2019. Par rapport à la présentation de l'année dernière, l'apparence de l'appareil a changé - il s'agit maintenant d'une tablette ronde miniature de la taille d'une pièce de monnaie et d'une languette composée d'un faisceau d'électrodes, qui, soit dit en passant, sont devenues plus petites. Au départ, 3072 électrodes ont été déclarées, il en reste maintenant 1024.
On peut supposer que le changement du nombre d'électrodes est lié aux tâches de l'appareil. L'appareil vise à reconnaître une activité cérébrale spécifique. La présentation a montré comment il est utilisé pour lire l'activité physique. Pour cette tâche, une puce doit être implantée dans le cortex moteur. Ceci est une petite zone et 1000 électrodes sont probablement suffisantes.
Si nous voulons résoudre un autre problème - pour stimuler les centres visuels ou auditifs, il est nécessaire d'implanter la puce dans d'autres zones du cerveau. De plus, pour contrôler une activité cognitive complexe, les électrodes doivent couvrir plusieurs zones en même temps. Ici, la question n'est pas dans le nombre d'électrodes, mais dans la sécurité d'une telle opération.
Il y a aussi de nouvelles fonctionnalités. Interrogé par des journalistes sur la possibilité de contrôler Tesla avec Neuralink, Max a répondu positivement, ajoutant que tous les sens: la vue, l'ouïe, le toucher sont des signaux électriques envoyés par les neurones au cerveau. Cela dit, on peut supposer que la technologie est applicable pour contrôler les maisons intelligentes et l'Internet des objets. La présentation a également indiqué que la puce peut diffuser de la musique et fonctionner avec divers appareils via une connexion Bluetooth, et une application mobile sera développée pour contrôler Neuralink. Musk a comparé le nouveau prototype aux bracelets de fitness Fitbit avec seulement de petits fils dans le crâne.
Voyons pourquoi la technologie est nouvelle et pourquoi Neuralink pourrait être une percée dans le traitement des troubles cognitifs. Pour ce faire, nous faisons abstraction des slogans marketing sur le contrôle basé sur les puces dans StarCraft et des conversations sur la puce des gens.
Prototype d'appareil il y a un an et maintenant
Pourquoi le projet Mask est prometteur
L'idée derrière Neuralink est basée sur une interface de cerveau d'ordinateur. Le terme «interface cerveau-ordinateur» (BCI) est apparu au début des années 1970, et les premières tentatives d'étude de l'activité neuronale chez le singe ont été menées dès les années 1960. Aujourd'hui, les travaux dans ce sens sont prometteurs pour la rééducation en cas d'altération des fonctions motrices.
Neuralink permet la prochaine génération de techniques invasives. L'appareil contient jusqu'à 1024 électrodes, réparties sur des dizaines de fils, à l'aide desquelles il est connecté au cerveau. Pour surmonter la limitation chirurgicale, les développeurs ont créé un robot neurochirurgical qui injecte jusqu'à six fils par minute avec une précision micrométrique.
La technologie peut servir de prototype pour une neurointerface invasive pour des applications cliniques. Les interfaces neuronales multiélectrodes peuvent devenir la base de nouvelles technologies et solutions médicales pour les personnes paralysées. Le développement de la technologie permettra d'interagir sans restriction avec l'environnement extérieur grâce à l'intégration dans une maison intelligente et l'Internet des objets.
Neuralink n'a pas d'analogues en termes de nombre de canaux enregistrés. Les BCI existants, qui utilisent des enregistrements invasifs de plusieurs dizaines de neurones, permettent déjà aux singes et aux humains de contrôler les mouvements du manipulateur avec le pouvoir de la pensée. La revue Nature a publié des travaux qui montrent comment un singe mange avec un bras robotisé et comment des patients complètement paralysés saisissent et déplacent des objets à l'aide d'un manipulateur .
Les fils de l'appareil interagissent avec le
cerveau.Les BCI sont prometteurs pour détecter des informations cachées sur le fonctionnement du cerveau qui ne peuvent être obtenues à l'aide des canaux de communication conventionnels. L'utilisation de BCI non invasives est limitée par le petit nombre de commandes reconnaissables. Cette limitation provient du bruit et de l'instabilité des enregistrements EEG non invasifs ou de la spectroscopie NIR.
À cet égard, les électrodes invasives sont plus résistantes aux interférences et aux artefacts, et permettent d'obtenir des enregistrements de haute qualité de l'activité neuronale. Cependant, l'enregistrement invasif nécessite plus d'électrodes pour couvrir les zones distribuées du cerveau. Avec l'aide des méthodes Neuralink, ce problème peut être résolu.
Comment prédire de manière invasive les crises d'épilepsie
Pour nous, la technologie de Musk est intéressante, y compris du point de vue de nos propres développements. Au Laboratoire de neurosciences et technologies cognitives, nous travaillons sur un projet de prévention des crises d'épilepsie.
Nous avons développé un BCI qui, en utilisant trois électrodes implantées dans le cerveau du rat, peut prédire les crises d'épilepsie avec une précision de 90%. Cependant, il existe des problèmes liés au grand nombre de fausses prédictions. En termes de système de prévention des crises de stimulation électrique, de fausses prédictions conduisent à un grand nombre de stimulations inutiles. Dans notre interface, nous avons réussi à minimiser le nombre de fausses prédictions, mais la précision des prédictions de saisie est tombée à 50%.
En savoir plus sur le développement de l'Université Innopolis dans le domaine de la prévention des crises d'épilepsie
Neuralink élargit les possibilités de lecture des signaux d'activité cérébrale. Très probablement, l'utilisation de 1000 canaux au lieu de trois améliorera considérablement la précision des prédictions d'une crise d'épilepsie et réduira le nombre de fausses prédictions.
Pour prédire les crises d'épilepsie, l'activité neuronale doit être enregistrée dans des zones focales prédéterminées du cerveau, où l'activité se manifeste en premier lieu et où la pathologie est la plus prononcée. Dans ce cas, vous pouvez détecter rapidement une attaque imminente.
Les BCI de nouvelle génération que Neuralink pourrait apporter consistent à stimuler le cerveau pour interrompre ou même prévenir les crises d'épilepsie chez les personnes résistantes aux médicaments.
Le robot chirurgien irremplaçable
Lors de la première présentation de l'été dernier, Musk a montré un prototype de robot neurochirurgical pour la pose d'implants. C'est un avantage très important, car les BCI ne sont pas utilisés dans la pratique clinique, notamment en raison de difficultés chirurgicales et de problèmes de biocompatibilité. Le chirurgien robotique est très rapide - installe jusqu'à six électrodes par minute. L'équipe Neuralink vise à réduire le temps d'implantation à une heure et à réaliser l'opération sous anesthésie locale pour renvoyer le patient chez lui le jour même.
Selon l'idée des développeurs, le problème de la biocompatibilité sera résolu par l'utilisation de polyimide biocompatible avec une fine couche d'or. L'impédance et la biocompatibilité doivent être prises en compte lors du choix des matériaux. L'équipe Neuralink a testé un polymère dopé au polyéthylène dioxythiophène avec du polystyrène sulfonate et de l'oxyde d'iridium. En conséquence, nous avons obtenu une impédance plus faible pour le premier, mais une meilleure biocompatibilité pour le second. Les développeurs promettent de poursuivre les recherches dans ce sens et de tester des hypothèses sur d'autres types de matériaux et revêtements d'électrodes conductrices.
Chirurgien robot Neuralink
Nos questions à Neuralink
Il serait intéressant de savoir s'il est possible de délivrer des impulsions électriques aux cellules et d'enregistrer simultanément l'activité neuronale. En d'autres termes, la stimulation conserve-t-elle la capacité d'enregistrer simultanément l'activité neuronale avec un minimum d'artefacts?
Si cette fonctionnalité est mise en œuvre, elle résoudra un autre problème important dans le domaine de la BCI - la capacité d'ajuster continuellement l'activité neuronale. Par exemple, en prévenant une crise épileptique par stimulation électrique, il sera possible de contrôler l'efficacité de ce processus. Il sera possible de sélectionner l'intensité optimale de stimulation pour éviter une attaque tout en minimisant l'effet négatif sur le cerveau.
Si nous regardons loin devant, parmi les effets indésirables des BCI avec des électrodes implantées dans le cerveau humain, nous pouvons noter la capacité potentielle de contrôler et de manipuler le comportement humain non seulement à travers les médias, mais aussi d'envoyer des commandes directement au cerveau. Cela impose des exigences accrues en matière de cryptage et de protection des données et des protocoles utilisés dans BCI. Maintenant, cela semble fantastique, mais à l'avenir, cette question se posera sûrement.
L'éthique de ces méthodes fait l'objet de nombreux débats. Il est intéressant de savoir comment la position publique sur cette question sera formulée à la fin. La majorité voudrait-elle installer volontairement des neuroimplants? Écrivez dans les commentaires ce que vous en pensez, accepteriez-vous une telle chose pour trouver Tesla dans le parking ou allumer la lumière dans l'appartement par le pouvoir de la pensée?