Микроневрологичният съперник Neuralink тества човешки мозъчен имплант

Тази конкретна сутрин през април Педерсън се подготвяше да се подложи на резекция на менингиома, което означаваше, че ще премахне доброкачествен мозъчен тумор. Педерсън каза, че неговият основен фокус винаги е грижата за пациентите, но в някои случаи той може също да помогне за развитието на науката.

Тази процедура беше един такъв случай.

Малка тълпа се събра, когато Педерсън зае мястото си в операционната, а силуетът му светеше от ярката бяла светлина, осветяваща пациента пред него. Здравни работници, учени и CNBC се втурнаха напред – някои гледаха през прозорците – за да видят как Педерсън поставя четири масива електроди от Precision Neuroscience на повърхността на мозъка на пациент за първи път.

Електродът е малък сензор, който може да открие и предаде електрически сигнал, а масивът е мрежа от електроди. Неврохирурзите използват електроди по време на някои процедури, за да помогнат за наблюдение и избягване на важни части на мозъка, като области, които контролират речта и движението.

Precision е тригодишен стартъп, който изгражда интерфейс мозък-компютър или BCI. BCI е система, която декодира невронни сигнали и ги превежда в команди за външни технологии. Може би най-известната компания в това пространство е Neuralink, собственост на изпълнителния директор на Tesla и SpaceX Илон Мъск.

Други компании като Synchron и Paradromics също са разработили BCI системи, въпреки че техните цели и дизайн са различни. Първото приложение за системата на Precision ще бъде да помогне на тежко парализирани пациенти да си възвърнат функции като говор и движение, според неговия уебсайт.

Основният BCI на Precision се нарича Layer 7 Cortical Interface. Това е набор от малки електроди, които са по-тънки от човешки косъм и приличат на парче жълта лента. Всеки масив се състои от 1024 електрода, които според Precision могат да се приспособят към повърхността на мозъка, без да увреждат никоя тъкан.

Когато Педерсън използва четири от масивите на компанията по време на операция през април, той постави рекорд за най-много електроди, поставени върху мозъка в реално време, съобщи Precision. Но може би по-важното е, че масивите успяха да открият сигнали от отделните пръсти на пациента, много по-голямо количество детайли, отколкото могат да уловят стандартните електроди.

Използването на масива от електроди на Precision е като превръщането на изображение с ниска разделителна способност в 4K изображение, каза Игнасио Саес, асистент по неврология, неврохирургия и невронауки в Медицинското училище на Икан в планината Синай. Саез и неговият екип наблюдават работата на Precision с планината Синай.

„Вместо да имам 10 електрода, вие ми давате 1000 електрода“, каза Саез в интервю за CNBC. „Дълбочината, резолюцията и детайлите, които ще получите, са напълно различни, въпреки че по някакъв начин отразяват същата основна невронна активност.“

Педерсън каза, че достигането на това ниво на детайлност може да помогне на лекарите да бъдат по-чувствителни в своите операции и други интервенции в бъдеще. За Precision способността за записване и декодиране на сигнали от отделни пръсти ще бъде от решаващо значение, тъй като компанията в крайна сметка работи, за да помогне на пациентите да си възвърнат контрола върху фината моторика.

Тези данни представляват важен крайъгълен камък за Precision, но все още има да извърви дълъг път, преди да постигне някои от възвишените си цели. Компанията все още работи за получаване на одобрение от FDA и все още не е имплантирала по-устойчива версия на своята технология на пациент.

„Мисля, че това са малки стъпки към крайната цел на интерфейс мозък-компютър“, каза Педерсън в интервю за CNBC.

Вътре в операционната зала

Операцията на Педерсън през април не беше първото родео на Precision. Всъщност това е 14-ият път, когато компанията поставя своя лъч в мозъка на човешки пациент.

Precision си партнира с академични медицински центрове и здравни системи, за да проведе серия от първи клинични проучвания върху хора. Целта на всяко проучване е различна и компанията обяви сътрудничеството си с Mount Sinai през март.

В Mount Sinai Precision проучва различни приложения за своя комплект в клинични условия, като например как може да се използва за подпомагане на наблюдението на мозъка по време на операция. При тези процедури хирурзи като Педерсън временно поставят Precision Array върху пациенти, които вече са подложени на мозъчна операция по медицински причини.

Пациентите дават предварително съгласие за участие.

Обичайно е неврохирурзите да картографират мозъчни сигнали с помощта на електроди по време на тези видове процедури. Педерсен каза, че текущата приета практика е да се използват между четири и почти 100 електрода, далеч от 4096 електрода, които той се готви да тества.

Прецизните масиви се използват за кратка част от тези операции, така че CNBC се присъедини към операционната през април, след като процедурата действително започна.

Пациентът, който пожела да остане анонимен, спял. Екипът на Педерсън вече беше премахнал част от черепа им, оставяйки дупка с размерите на кредитна карта. Четири от масивите Precision бяха внимателно поставени на близката маса.

След като пациентът беше стабилизиран, персоналът на Precision влезе в операционната зала. Те помогнаха да се закрепят масивите в дъга около дупката на главата на пациента и да се свържат снопове дълги сини проводници в другия край към количка, пълна с оборудване и устройства за наблюдение.

Д-р Бенджамин Рапопорт, съосновател на Precision и главен научен директор, наблюдаваше тихо. Всяка голяма операция крие известни рискове, но спокойното, спокойно поведение на неврохирурга никога не се колебае. Той каза пред CNBC, че всеки нов случай е не по-малко вълнуващ от предишния, особено след като компанията все още се учи.

Педерсън влезе в операционната, докато подготовката на Прецизън приключваше. Той помогна да се направят някои последни корекции на настройката и горните светлини в операционната бяха изключени.

Постоянното бърборене се успокои до приглушен шепот. Педерсън беше готов да тръгне.

Той започна с внимателно издърпване назад на фиброзна мембрана, наречена дура, за да разкрие повърхността на мозъка. Той постави стандартна лента от електроди върху тъканта за няколко минути, след което беше време да тества технологията Precision.

Използвайки чифт жълти щипки, наречени дълги байонетни щипки, Педерсън започна да поставя четирите електродни масива на Precision върху мозъка на пациента. Той постави първите два масива лесно, но последните два бяха малко по-предизвикателни.

Педерсън работеше върху малка част от мозъчната тъкан, което означаваше, че масивите трябваше да са под правилния ъгъл, за да лежат плоски. За справка, представете си да подредите краищата на четири отделни измервателни ленти в повърхност с размер приблизително колкото гумена лента. Отне малко преконфигуриране, но след няколко минути Педерсън го направи.

Изображенията на мозъчната активност на пациента се показват в реално време чрез прецизни монитори в операционната зала. И четирите масива работеха.

В интервю след операцията Педерсън каза, че поставянето на четирите масива наведнъж е „сложно“ и „малко неудобно“. От гледна точка на дизайна, той каза, че два масива с два пъти повече контактни точки или два по-дълги масива с по-голямо разстояние биха били от полза.

Педерсън сравни масивите с тестени изделия и описанието беше подходящо. От мястото, където CNBC гледаше, беше трудно да се каже къде спира едното и къде започва следващото.

След като всички масиви бяха поставени и сигналите бяха ефективно засечени, Rapoport от Precision и неговият екип застанаха до наблюдателите, за да помогнат при наблюдението на събирането на данни. Той каза, че изследването е продукт на истински екипни усилия от компанията, здравната система и пациента, които често не могат да видят ползите от технологията на този етап.

„Необходимо е село, за да се развие това нещо“, каза Рапопорт.

CNBC напусна операционната зала, когато Педерсън започна да премахва тумора, но той каза, че случаят е минал добре. По-късно пациентът се събуди с известна слабост в крака си, тъй като операцията беше в тази част на мозъка, но Педерсън каза, че очаква кракът да се възстанови в рамките на три до четири седмици.

Рапопорт присъства за тази конкретна операция поради ролята си в Precision, но той е добре запознат с операционните зали в Mount Sinai.

Рапопорт е практикуващ хирург и служи като асистент по неврохирургия в Медицинското училище Икан в планината Синай. Рапопорт докладва на Педерсън и Педерсън каза, че двамата се познават, откакто Рапопорт е бил резидент в Медицинския колеж Weill Cornell.

Д-р Томас Оксли, главен изпълнителен директор на Synchron, конкурент на BCI, също е член на факултета при Педерсън. Synchron изгради подобен на стент BCI, който може да бъде вкаран през кръвоносните съдове на пациента. Към началото на февруари компанията е имплантирала своята система в 10 човешки пациенти. Освен това работи за получаване на одобрение от FDA.

Педерсън притежава дял в Synchron, но каза пред CNBC, че не осъзнава доколко това ще му попречи да участва в изследвания с екипа на Synchron. Той няма парични инвестиции в Precision.

„Всъщност не исках да имам финансов интерес към Precision, защото смятах, че има също толкова обещаващо бъдеще и исках да напредна в науката възможно най-бързо“, каза Педерсън.

Рапопорт също помогна за основаването на компанията Neuralink на Мъск през 2017 г., въпреки че напусна компанията през следващата година. Neuralink изгражда BCI, предназначен да бъде вмъкнат директно в мозъчната тъкан, и компанията наскоро получи одобрение да го имплантира на втория си пациент, според доклад на Neuralink. The Wall Street Journal в понеделник.

Тъй като индустрията за интерфейс мозък-компютър набира скорост, Педерсън каза, че количеството, което учените разбират за мозъка, е на път да „експлодира“ през следващите няколко години. Компании като Precision тепърва започват.

„Наистина чувствам, че бъдещето е там, където е вълнението“, каза Педерсън.

Precision се надява да получи одобрение от FDA за кабелната версия на своята система „в рамките на няколко месеца“, каза Рапопорт. Тази версия, която CNBC видя в операционната зала, ще бъде за използване в болница или отделение за наблюдавани грижи до 30 дни наведнъж, каза той.

Постоянният имплант на Precision, който ще предава сигнали безжично, ще премине през отделен процес на одобрение от Администрацията по храните и лекарствата.

Rapoport каза, че Precision се надява да имплантира кабелната версия на своята технология в „няколко дузини“ пациенти до края на годината. Той каза, че събирането на данните ще даде на компанията „много високо ниво на увереност“ в способността й да декодира движения и говорни сигнали в реално време.

„След няколко години ще имаме по-усъвършенствана версия на технологията“, каза Рапопорт.