Kina ulaže u revolucionarnu tehnologiju koja će olakšati život paraliziranim ljudima

Uređaj za duboku stimulaciju mozga koji je omogućio muškarcu bez udova da igra računalne igre jedan je od sve većeg broja sučelja mozak–računalo (BCI) koja se testiraju na ljudima u Kini, piše Nature.

U usporedbi sa Sjedinjenim Državama, Kina nema dugu povijest u ovom području, a mnogi uređaji koji se tamo testiraju pojednostavljene su verzije onih razvijenih od strane američkih tvrtki, kažu istraživači. No „BCI istraživanja u Kini razvijaju se vrlo brzo“, kaže Zhengwu Liu, elektroinženjer sa Sveučilišta u Hong Kongu.

U Kini napreduju na više frontova

Istraživači u Kini napreduju na više frontova, primjerice poboljšavanjem algoritama za dekodiranje neuronskih podataka i samih implantacijskih uređaja, kaže Christian Herff, neuralni inženjer sa Sveučilišta Maastricht u Nizozemskoj, koji je prošle godine suorganizirao skup o BCI-u u Šangaju.

Kineska vlada identificirala je sustave mozak–računalo kao prioritetno područje inovacija, a agencije za financiranje ulažu značajna sredstva u to polje. „Mnogo mladih znanstvenika uključeno je u ovaj novi val BCI-ja“ u Kini i povezani su s industrijom, kaže Yuanning Li, računalni neuroznanstvenik sa Sveučilišta ShanghaiTech.

Zemlja također ima medicinsku infrastrukturu i populaciju potrebnu za testiranje i validaciju tehnologija, kaže Li. „Napredak postignut ovdje može koristiti pacijentima i istraživačima širom svijeta“, dodaje.

Nekoliko timova najavilo je početne rezultate ranih faza ispitivanja, ali nijedno od tih istraživanja još nije prošlo recenziju.

Na površini

Jedan od BCI uređaja koji se testira na ljudima je minimalno invazivan, bežični uređaj nazvan NEO, koji može vratiti pokret ruke osobi s paralizom pomoću pneumatske rukavice. Osam sondi postavljeno je na dura mater, vanjsku membranu koja okružuje mozak.

Prva osoba koja je primila uređaj, u listopadu 2023., uspjela je ojačati i ubrzati stisak ruke, a sada, nakon što živi s uređajem 20 mjeseci, može ga koristiti za jelo i piće, kaže Hong Bo, biomedicinski inženjer sa Sveučilišta Tsinghua u Pekingu, koji suvoditelj istraživanja. Do sada je, kaže Hong, 20 osoba dobilo NEO implantat.

Budući da tehnologija prikuplja informacije s velikih skupina stanica, njezina rezolucija signala nije toliko visoka kao kod dubljih sondi koje bilježe aktivnost pojedinih neurona, kaže Zhengtuo Zhao, neuroinženjer s Instituta za neuroznanost Kineske akademije znanosti u Šangaju. To ovu metodu čini prikladnijom za kontrolu jednostavnih pokreta, kaže. No Hong ističe da je prednost u minimalnoj invazivnosti uređaja i njegovoj dugotrajnosti.

Tim koji radi na NEO-u surađivao je s Liuom i njegovim kolegom Jianshi Tangom, elektroinženjerom sa Sveučilišta Tsinghua. U radu objavljenom u Nature Electronics u veljači opisali su korištenje učinkovitih neuromorfnih čipova, umjesto klasičnih silikonskih čipova, kako bi se oponašalo dekodiranje moždanih signala. To bi im omogućilo da čip integriraju u samu sondu i time učine uređaj manjim, energetski učinkovitijim i bržim u obradi podataka.

Govoreći mandarinski

Drugi tim je postavio sonde malo dublje u mozak. U srpnju 2024. neurokirurzi u Šangaju implantirali su uređaj s 256 sondi na površinu moždane kore žene s epilepsijom. Nakon dva tjedna vježbe, uspjela je koristiti uređaj za korištenje aplikacija društvenih mreža i upravljanje invalidskim kolicima.

Prošlog prosinca tim je kirurški implantirao sonde ženi s epilepsijom koja je imala tumor u dijelu mozga odgovornom za obradu jezika. Koristeći uređaj, mogla je komunicirati na mandarinskom brzinom od 50 riječi u minuti s odgodom od 100 milisekundi – prvi put da je BCI tehnologija korištena za dekodiranje mandarinskog u stvarnom vremenu, kaže Tiger Tao, suosnivač i glavni znanstvenik tvrtke NeuroXess. Prosječna osoba govori brzinom od 150 riječi u minuti, pa „ima još mnogo prostora za napredak“, dodaje.

U lipnju je američki tim koristio BCI sustav kako bi omogućio muškarcu da govori, pa čak i pjeva u stvarnom vremenu, s odgodom od 10 milisekundi. Uređaj je bilježio njegov intonaciju i visinu tona.

Duboki mozak

Sonda za duboki mozak koju je razvila StairMed prvi je klinički BCI pokus invazivne prirode u Kini, kaže Zhao, osnivač start-upa.

Uređaj uključuje implantaciju 64 tanke sonde – stotinu puta tanje od ljudske vlasi, prema podacima StairMeda. Ove sonde prodiru u moždanu koru i povezane su s malim uređajem koji se može puniti i bežično prenositi podatke. Prvi muški sudionik koristio je BCI sustav za igranje šaha i računalne utrke.

Tehnologija je još u ranoj fazi, kaže Zhao, ali zasad je implantat korisnicima omogućio dobru kontrolu elektroničkog uređaja. Dugoročno, Zhao se nada spajanju BCI tehnologija s inteligentnijim sustavima, kako bi korisnici mogli upravljati ne samo računalnim pokazivačem već i pametnim invalidskim kolicima i naprednim robotima — područje u kojem bi Kina mogla imati prednost nad SAD-om zbog brojnih tvrtki koje djeluju u tom sektoru, dodaje.