Компания Precision Neuroscience, основанная в 2021 году, ставит своей целью помощь парализованным пациентам в управлении цифровыми устройствами путём декодирования нейронных сигналов мозга. Созданная компанией система Layer 7 Cortical Interface расшифровывает сигналы мозга и переводит их в компьютерные команды. В январе 2023 года Precision объявила о новом раунде финансирования на сумму $41 млн. А недавно компания провела своё первое клиническое исследование на людях.

Источник изображений: Precision Neuroscience

Системе BCI (brain–computer interface) от Precision под названием Layer 7 Cortical Interface требуются считанные секунды, чтобы в реальном времени произвести визуализацию активности мозга пациента в высоком разрешении. По утверждению компании, система генерирует изображение нейронной активности с самым высоким разрешением из когда-либо зарегистрированных. «Это было невероятно сюрреалистично, — заявил президент компании Крейг Мермель (Craig Mermel). — От характера данных и нашей способности визуализировать это, знаете ли, у меня… мурашки по коже».

В ходе исследования нейроинтерфейс Layer 7 Cortical Interface был временно помещён в мозг трёх пациентов, которые уже подвергались нейрохирургическим операциям по удалению опухолей. Датчик системы представляет собой массив электродов, слегка напоминающий кусочек скотча. Precision утверждает, что, будучи тоньше человеческого волоса, датчики прилегают к поверхности мозга, не повреждая ткани.

По словам Мермела, технология работала именно так, как ожидалось, поэтому в дальнейшем область исследований планируется значительно расширить. Если испытания пройдут в соответствии с планом Precision, пациенты с тяжёлыми дегенеративными заболеваниями, такими как боковой амиотрофический склероз (БАС), могут в конечном итоге восстановить некоторую способность общаться с близкими, перемещая курсоры, печатая и даже получат доступ к социальным сетям.

По словам доктора Бенджамина Рапопорта (Benjamin Rapoport), соучредителя и главного научного сотрудника Precision, ряд различных академических медицинских центров предложил поддержать пилотное клиническое исследование компании. Он рассказал, что компания сотрудничала с Рокфеллеровским институтом неврологии Университета Западной Вирджинии, и обе организации готовились к процедурам более чем за год.

Продолжительность одного обследования составляет 15 минут. Один из пациентов спал во время процедуры, а двое бодрствовали для изучения их мозговой активности во время общения. «Я никогда не видел такого количества данных, 1000 каналов в реальном времени, — рассказал непосредственно проводивший операции хирург Питер Конрад (Peter Konrad), заведующий отделением нейрохирургии Рокфеллеровского института неврологии. — Вы наблюдаете процесс мышления, это удивительно!».

Электроды достаточно давно используются на практике, чтобы помочь нейрохирургам контролировать активность мозга, но разрешение обычных систем очень низкое. Стандартные электроды имеют размер около 4 мм, в то время как массив Precision такого размера может вместить от 500 до 1000 контактов. «Это разница между взглядом на мир с помощью старой черно-белой камеры и просмотром в высоком разрешении», — говорит Конрад.

В конечном итоге Precision надеется, что её технология вообще не потребует открытой операции на головном мозге. Хирург будет иметь возможность имплантировать массив, сделав тонкий разрез в черепе и вставив нейроинтерфейс, как письмо в почтовый ящик. Щель будет толщиной менее миллиметра — настолько маленькой, что пациентам не нужно брить волосы для процедуры.

Конкурирующие компании в сфере BCI, такие как Paradromics и Neuralink, разработали системы, предназначенные для введения непосредственно в ткань мозга. Это даёт чёткое представление о деятельности каждого нейрона, но может привести к повреждению тканей. Уровень детализации не является обязательным для декодирования речи или достижения других функций, к которым стремится Precision, поэтому компания в конечном итоге сосредоточилась на минимально инвазивном подходе.

Хотя исследование на людях является важной вехой, путь к рынку для этого типа технологий долог. Precision ещё не получила одобрения FDA (Food and Drug Administration) на своё устройство, и компании придётся тесно сотрудничать с регулирующими органами для проведения испытаний и сбора данных о безопасности. Несколько компаний, таких как Synchron, Paradromics и Blackrock Neurotech, также создали устройства с похожей функциональностью, но по состоянию на июнь ни одной компании не удалось получить окончательное одобрение FDA.

В ближайшие недели Precision проведёт тестовое подключение своего устройств к ещё двум пациентам в рамках пилотного клинического исследования. Precision также сотрудничает с такими организациями в сфере здравоохранения, как Mount Sinai в Нью-Йорке и Massachusetts General Hospital в Бостоне, и надеется получить полное разрешение FDA на своё устройство первого поколения в следующем году.

NASA обеспечит финансовую помощь исследовательскому проекту по созданию робота, предназначенного для выполнения хирургических операций — машина отправится на Международную космическую станцию в 2024 году.

Источник изображения: virtualincision.com

Механизм получил название MIRA (Miniaturized In vivo Robotic Assistant — «Миниатюрный роботизированный ассистент для операций на живом организме»), за его создание отвечает стартап Virtual Incision, созданный на базе Университета Небраски в Линкольне. Работа над проектом под руководством профессора Шейна Фарритора (Shane Farritor) ведётся почти 20 лет. В прошлом году машина хорошо проявила себя при операции по резекции толстой кишки с единственным разрезом в области пупка. При земных операциях управлением MIRA в реальном времени занимаются хирурги.

На орбите хирургией роботу заниматься пока не доверят — он в автономном режиме будет разрезать резиновые ленты и надевать металлические кольца на проволоку. Имитация движений при реальных операциях поможет исследователям понять, можно ли будет когда-нибудь использовать подобное решение, если одному из членов экипажа понадобится хирургическое вмешательство. MIRA пока не готов проводить операции самостоятельно, но вариант с дистанционным управлением создателями проекта не рассматривается: проект на орбите подготовит робота к к выполнению задач в условиях дальнего космоса.

Разработчики предполагают, что в космосе он будет вести себя иначе, а любой сбой, люфт в условиях невесомости может иметь серьёзные последствия. Учёным предстоит решить, как обеспечить оптимальные условия для его транспортировки, чтобы он добрался до орбиты в сохранности. Следующий год уйдёт на создание транспортабельного прототипа, способного поместиться в коробку размером с микроволновую печь, а также написание ПО для автономной работы MIRA.

В ходе предстоящего полёта на орбиту инженеры хотят изучить особенности работы машины в условиях невесомости. В перспективе — через 50 или 100 лет — роботы вроде MIRA должны войти в стандартную комплектацию космического корабля на тот случай, если, к примеру, у одного из членов экипажа начнётся аппендицит.