Endlich! Die FDA genehmigt die Gehirn-Computer-Schnittstelle von Musk für chirurgische Eingriffe im echten Leben, was von großer Bedeutung ist

Am 26. Mai, Pekinger Zeit, gab Neuralink, ein von Elon Musk mitbegründetes Unternehmen für Gehirn-Computer-Schnittstellen, große Fortschritte bekannt: Das Unternehmen wurde von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) zugelassen. Das bedeutet, dass sie mit klinischen Studien am Menschen beginnen können.

Zuvor versuchte Neuralink, Gehirn-Computer-Schnittstellenchips in die Gehirne von Mäusen, Schweinen und Affen zu implantieren. Ja, sie wurden nach dem Bohren implantiert. Wenn man jemandem auf den Kopf schlagen will, muss dies mehrere Schichten von Wissenschaftlern durchlaufen.

Das ist es, was die FDA macht und hauptsächlich Lebensmittel, Medikamente, medizinische Geräte und andere Produkte bewertet:

• Sicherheit: In einer Reihe von Labortests und klinischen Studien muss nachgewiesen werden, dass Produkte für den Menschen ungefährlich sind oder kontrollierbare Risiken aufweisen.
• Wirksamkeit: Das Produkt muss in der Lage sein, das zu tun, was es verspricht, und es muss durch wissenschaftliche Beweise belegt sein.
• Risiko-Nutzen-Verhältnis: Der potenzielle Nutzen eines Produkts muss seine potenziellen Risiken überwiegen.

Laut Reuters wies die FDA zuvor darauf hin, dass sich Neuralink auf die Lösung dieser Probleme konzentrieren muss, wenn es klinische Studien am Menschen durchführen möchte: Werden sich die Lithiumbatterie und die Implantatdrähte des Geräts im Gehirn bewegen? Wie schwierig wäre es, das Gerät sicher zu entfernen, ohne das Gehirngewebe zu beschädigen?

Aktuell gab Neuralink auf Twitter an, dass das Unternehmen noch nicht mit der Rekrutierung von Patienten für klinische Studien begonnen hat und in Kürze weitere Neuigkeiten bekannt geben wird.

Bildquelle: Screenshot der Neuralink-Pressekonferenz, bearbeitet und produziert

In diesem Artikel besprechen wir:

• Was ist eine Gehirn-Computer-Schnittstelle?
• Was hat Neuralink seit seiner Gründung im Jahr 2016 erlebt?
• Neuralink Was ist der Unterschied zwischen dieser leistungsstarken Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie und herkömmlichen Lösungen?
• FDA Welche Bedeutung hat diese Zulassung?

Was ist eine Gehirn-Computer-Schnittstelle?

Das Gehirn verarbeitet Informationen basierend auf der Übertragung elektrischer Signale zwischen Neuronen. Wenn also ein Ding dieses elektrische Signal lesen oder schreiben könnte, könnte das Gehirn direkt mit der Maschine interagieren! Dieses Ding ist die Gehirn-Computer-Schnittstelle, über die wir als nächstes sprechen werden.

Die Gehirn-Computer-Schnittstelle ist keine weit entfernte Technologie, sie wird schon lange im täglichen Leben eingesetzt. Es wird in zwei Typen unterteilt: invasiv und nicht-invasiv.

Darunter Die nicht-invasive Gehirn-Computer-Schnittstelle, ein kleines hutähnliches Gerät, ist in neurologischen oder sportlichen Rehabilitationsabteilungen von Krankenhäusern sehr verbreitet.

Nicht-invasive Gehirn-Computer-Schnittstelle ist in Krankenhäusern weit verbreitet丨Wikipedia

Es erkennt Gehirnsignale über tragbare Geräte. Da das Signal jedoch den Schädel passieren muss, ist die Auflösung des aufgezeichneten Gehirnsignals nicht hoch.

Neuralink verwendet einen invasiven Ansatz, bei dem flexible Elektrodendrähte direkt in die Großhirnrinde implantiert werden. Generell gilt: Je tiefer und näher am Gehirngewebe selbst, desto klarer und genauer ist das EEG-Signal.

Allerdings erfordern invasive Lösungen die Implantation von Fremdkörpern in das Gehirn, was leicht zu Immunreaktionen führen kann. Der menschliche Körper kann Narbengewebe zwischen den Elektroden und dem Nervengewebe bilden, wodurch die Signalübertragung nachlässt oder sogar verschwindet. Daher sind die Ergebnisse dieses Versuchs am Menschen durchaus gespannt.

Für diesen Moment arbeitet Neuralink seit sieben Jahren

Im Jahr 2016 gründeten Musk und mehrere andere Mitbegründer Neuralink.

Im Juli 2019 kündigte Neuralink seinen Projektprototyp an. Sie stellten einen „Lochstanzer“ und eine „Nähmaschine“ her Nur menschliche Knochen werden in das Gehirn implantiert. Bei diesen Drähten handelt es sich um elektrische Ebenen, die mehrkanalige neuronale Informationen sammeln können.

Sie zeigten auch Tierversuche, in denen eine Maus eine etwa so große USB-C-Schnittstelle in der Hand hielt, dass Gehirn-Computer-Schnittstellen zumindest keine verrückte Fantasie mehr sind.

Im August 2020 stellte das Unternehmen den Gehirn-Computer-Schnittstellenchip N1 her, der nur die Größe einer Münze hat. Dieses Mal wurde das Gerät auf die Oberfläche des Gehirns eines lebenden Schweins implantiert und zeigte erfolgreich die Gehirnaktivität des Schweins an. Die Oberseite des Schweinekopfes ist glatt und glatt. Das Gehirn-Computer-Schnittstellengerät hat immer noch die Form einer drahtlosen Verbindung mit drahtloser Signalübertragung und drahtlosen Ladefunktionen.

N1 hat einen hohen Grad an kleiner Integration erreicht.

Im April 2021 wandelten die experimentellen Affen von Neuralink Gehirnwellen in Computeranweisungen um und spielten eine Partie „Idea Ping Pong“. Durch das Auslesen von Informationen aus der Bewegungssteuerung des Gehirns ist das Neuralink-Gerät in der Lage, die Bewegung eines Tischtennisballs auf einem Bildschirm zu steuern.

Das bedeutet, dass das Gerät bestimmte Aufgaben an Tieren effektiv erledigt hat und sich auf zukünftige Experimente mit menschlichen Gehirn-Computer-Schnittstellen vorbereitet.

Im Dezember 2022 demonstrierte Musk einen Affen, der „mindtype“ konnte – er tippte zwei vollständige Sätze. Obwohl die Affen nur menschlichen Anweisungen folgten und Gehirnsignale in Cursorbewegungen umwandelten, um die richtigen Sätze auszuwählen, anstatt tatsächlich zu lernen, die menschliche Sprache zu buchstabieren, bestätigte diese Demonstration, dass die Gehirn-Computer-Schnittstelle von Neuralink in puncto Praktikabilität einen Schritt weiter gegangen ist.

Außerdem gab Musk auf dieser Pressekonferenz bekannt, dass sein Gerät innerhalb eines halben Jahres in das menschliche Gehirn implantiert wird und dass alle für den Beginn von Versuchen am Menschen erforderlichen Dokumente bei der FDA eingereicht wurden. Nun scheint es, dass Musk sehr pünktlich ist.

Warum ist diese FDA-Zulassung von Bedeutung?

Dies ist ein großer Durchbruch in der klinischen Anwendung der Hochleistungs-Gehirn-Computer-Technologie.

Die zuvor zugelassene herkömmliche implantierbare Gehirn-Computer-Schnittstelle verwendet eine harte Elektrode namens „Utah-Array“, die eine Abstoßungsreaktion auf Fremdkörper im Gehirn hervorrufen kann. Es muss erwähnt werden, dass diese Technologie neuronale Informationen von nur 96 Elektrodenkanälen erfassen und übertragen kann.

Utah Array丨medicaldesignandoutsourcing.com

Wenn beim Utah-Array mehr Kanäle für neuronale Informationen benötigt werden, müssen mehr Elektroden im Gehirn platziert werden, was oft nicht ratsam ist.

Das Neuralink-Gerät verwendet flexible Elektroden, die die Abstoßungsreaktion des Gehirns effektiv reduzieren, und verfügt über 1024-Kanal-Elektroden, die ziemlich hochwertige neuronale Informationen sammeln können.

Um verschiedene komplexe Gehirn-Computer-Schnittstellenaufgaben zu erfüllen, sind hochwertige neuronale Informationen eine Voraussetzung.

Neuralink hat außerdem einen Roboter entwickelt, der Gehirn-Computer-Schnittstellenoperationen durchführen kann, wodurch die Ausrüstung sicher entfernt werden kann, ohne das Gehirngewebe so weit wie möglich zu schädigen. Auf diese Weise können

Menschen die Produkte, die sie sich vorstellen, verbessern und weiterentwickeln.

Hat es eine soziale Bedeutung?

Lassen Sie Blinde ihr Sehvermögen „wiederherstellen“ und erlauben Sie Gelähmten, sich zu „bewegen“. Musk glaubt, dass dies die früheste Anwendung und Hilfe ist, die Neuralink für Menschen leisten kann.

Neuralink gibt an, dass selbst bei Menschen, die von Geburt an blind sind, „der visuelle Teil der Großhirnrinde noch vorhanden ist“.

Die erste Generation der Neuralink-Technologie nutzte 1.024 Elektrodenkanäle, aber das Unternehmen stellte auch ein Modell der nächsten Generation mit mehr als 16.000 Kanälen vor. Nach der Vision von Neuralink kann die blinde Person durch die Platzierung eines Geräts auf jeder Seite der Großhirnrinde einer blinden Person ein Bild sehen, das 32.000 „Lichtpunkte“ zeigt. Mit anderen Worten: Blinde Menschen können mehr Details und Bilder mit höherer Wiedergabetreue sehen.

Bildquelle: Unsplash

Indem über Gedankeneingaben eine direkte Verbindung zwischen Gehirn und Computer (oder Mobiltelefon) hergestellt wird, kann Tetraplegikern zu „digitaler Freiheit“ verholfen werden. Doch damit gibt sich Neuralink nicht zufrieden. Sie zeigten sich auch zuversichtlich, die motorischen Funktionen von Menschen mit Rückenmarksverletzungen wiederherzustellen.

Wenn eine gesunde Person einen Gegenstand berührt, gelangt die Empfindung über das Rückenmark in das Gehirn. Bei Menschen mit Rückenmarksverletzungen hofft Neuralink jedoch, Elektroden in das Rückenmark zu implantieren, um die Neuronen im Rückenmark zu stimulieren um die Kommunikation wiederherzustellen und dadurch die Muskelkontraktion zu bewirken.

Neuralink zeigt ein Schwein mit einem Implantat im Rückenmark. Das Prinzip besteht darin, die Bewegungsanweisungen des Gehirns abzufangen und an die Beine weiterzuleiten, um die Zielaktion auszuführen. Körperbewegungsprozesse können simuliert werden, indem sensorische Signale von den Gliedmaßen zurück an das Gehirn gesendet werden, sodass das Gehirn verstehen kann, was passiert.

Derzeit sind drei Unternehmen in die Phase klinischer Studien am Menschen eingetreten

Derzeit sind drei der internationalen Unternehmen für implantierbare Gehirn-Computer-Schnittstellen in die Phase klinischer Studien am Menschen eingetreten, nämlich Neuralink, Onward und Synchron.

Auch die technischen Wege dieser drei Unternehmen sind unterschiedlich.

Neuralink gehört zur Route der „kortikalen Penetration“.

Onward konzentriert sich auf die Wiederherstellung neurologischer Funktionen nach einem Trauma, beispielsweise auf die Verwendung von Gehirn-Computer-Schnittstellen zur Wiederherstellung der Gehfähigkeit nach einer Rückenmarksverletzung. Dabei wird eine Elektrode namens „Elektrokortikographie“ (ECoG) verwendet, die auf der Oberfläche der Großhirnrinde platziert wird, um Nervensignale zu sammeln. Onward geht den Weg der „kortikalen Oberfläche“, und es gibt auch Weiling Medical in China, der diesen Weg geht.

Weiling Medical ist das einzige Unternehmen und Team in China, das implantierbare Gehirn-Computer-Schnittstellen mit hoher Dichte und flexiblen Elektroden auf der kortikalen Oberfläche entwickelt. Es wird erwartet, dass die klinischen Tests und die Verifizierung des Elektrodenarrays bis zum Ende dieses Jahres abgeschlossen sein werden Jahr.

Synchron-Technologie ist minimalinvasiv , bei der eine Elektrode ähnlich einem Gefäßstent in den Blutgefäßen des Gehirns platziert wird, um Nervensignale in der Nähe der Blutgefäße zu sammeln. Gehört zum „vaskulären interventionellen Typ“.

Bildquelle: Unsplash

Es ist erwähnenswert, dass Synchron im Jahr 2021 die FDA-Zulassung erhielt, mit Versuchen begann und im Juli 2022 das erste Gehirn-Computer-Schnittstellenimplantat in den Vereinigten Staaten ankündigte.

Synchron Die verwendete Technologie besteht darin, Elektroden nahe an der Innenseite von Blutgefäßen im Gehirn zu platzieren. Aufgrund technischer Einschränkungen können die Elektroden nur relativ begrenzte neuronale Signale erfassen. Daher Dieses System kann derzeit nur sehr grundlegende und einfache Aufgaben erfüllen. Darüber hinaus benötigen die Probanden viel Einarbeitungszeit, um mit diesem System neue Aufgaben zu erlernen.

Vergleicht man das Gehirn mit einer 1 Kilometer langen Straße, sind wir nur 5 Zentimeter gelaufen

Derzeit besteht die Anwendungsrichtung der Gehirn-Computer-Schnittstelle darin, beschädigte Organe zu ersetzen, wie zum Beispiel:

• Gelähmte Patienten nutzen Gehirnstrom, um den Roboterarm zum Aufnehmen von Objekten zu steuern, der die Ausgabe von Gehirninformationen verarbeitet
;
• Oder übertragen und empfangen Sie Informationen direkt über das Gehirn an die Maschine, ohne die Gliedmaßen und fünf Sinne zu durchlaufen, d. h. die Eingabe und Ausgabe von Gehirninformationen zu verarbeiten.

Eine Gehirn-Computer-Schnittstelle könnte möglicherweise auch in der Lage sein, Gehirnnerven mit Maschinen zu koppeln oder das Bewusstsein zwischen Lebewesen zu ersetzen, aber das liegt noch in sehr ferner Zukunft.

Um die ultimative Gehirn-Computer-Schnittstelle zu erreichen, muss jedes Neuron im Gehirn „nahtlos“ mit der Außenwelt verbunden sein, was bedeutet, dass der Mensch die Eigenschaften jedes Neurons klar verstehen muss.

Aber Derzeit beschränkt sich das menschliche Verständnis des Gehirns immer noch auf die kortikalen Abteilungen, die Bewegung, Sehen und Hören steuern, was sehr oberflächlich ist.

Ein Hirnforscher verglich einmal alles Wissen über das Gehirn mit einer Straße von einem Kilometer Länge, und die Strecke, die wir derzeit zurücklegen, beträgt weniger als fünf Zentimeter.

Wie weit die Gehirn-Computer-Schnittstelle gehen kann, hängt von der Grundlagenforschung in der Hirnforschung ab.

Autor: Jayden, Rui Yue, Shen Zhihan, ChatGPT

Herausgeber: biu

Sofern nicht anders angegeben, stammen die Bilder im Artikel von Neuralink

Bei Bedarf wenden Sie sich bitte an sns@guokr.com

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEndlich! Die FDA genehmigt die Gehirn-Computer-Schnittstelle von Musk für chirurgische Eingriffe im echten Leben, was von großer Bedeutung ist. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!