Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Κολούμπια, σε συνεργασία με κορυφαία ιδρύματα όπως το Στάνφορντ και το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, παρουσίασαν μια επαναστατική συσκευή ικανή να μεταμορφώσει τον τρόπο που αντιμετωπίζουμε νευρολογικές παθήσεις.
Η συσκευή αυτή ονομάζεται BISC (Biological Interface System to Cortex) και είναι ένα εξαιρετικά λεπτό εμφύτευμα πυριτίου που μπορεί να μεταδίδει σκέψεις σε πραγματικό χρόνο, δημιουργώντας έτσι μια ασύρματη γέφυρα επικοινωνίας μεταξύ του εγκεφάλου και της τεχνητής νοημοσύνης (AI).
Αυτή η καινοτομία δεν συνιστά απλώς ένα βήμα στην επιστημονική έρευνα, αλλά ένα γιγαντιαίο άλμα για την αποκατάσταση λειτουργιών σε ασθενείς με σοβαρές αναπηρίες.
Μικρότερο από τρίχα, ισχυρότερο από υπολογιστή
Το BISC διαφέρει ριζικά από τις υπάρχουσες διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (BCIs). Σε αντίθεση με τα περισσότερα υπάρχοντα συστήματα που απαιτούν ογκώδεις μονάδες και καλώδια, το BISC είναι μια «ολοκληρωμένη» λύση σε μικρογραφία. Με πάχος μόλις 50 μικρομέτρων (όσο μια ανθρώπινη τρίχα) και μέγεθος 3 κυβικών χιλιοστών, το εμφύτευμα εδράζεται στον φλοιό του εγκεφάλου σαν ένα υγρό χαρτομάντιλο.
Ο καθηγητής Ken Shepard από το Πανεπιστήμιο Κολούμπια, επικεφαλής μηχανικής ομάδας, τονίζει ότι η εξέλιξη αυτή συνιστά την επανάσταση των ημιαγωγών, η οποία μεταμόρφωσε τους υπολογιστές από μεγάλες μηχανές σε φορητές συσκευές. «Ακολουθούμε το ίδιο μονοπάτι με τα ιατρικά εμφυτεύματα», δηλώνει, υπογραμμίζοντας ότι πλέον πολύπλοκα ηλεκτρονικά συστήματα μπορούν να λειτουργούν εντός του σώματος, καταλαμβάνοντας ελάχιστο χώρο.
Τεχνολογία αιχμής και ασύλληπτες ταχύτητες
Η καρδιά του BISC συνίσταται σε ένα ενιαίο κύκλωμα CMOS (τεχνολογία που χρησιμοποιείται στους υπολογιστές), το οποίο κατασκευάζεται με μεθόδους μαζικής παραγωγής. Αυτό το μικροσκοπικό «θαύμα» φιλοξενεί 65.536 ηλεκτρόδια και περισσότερα από 1.000 κανάλια, επιτρέποντας την καταγραφή της εγκεφαλικής δραστηριότητας με απαράμιλλη λεπτομέρεια.
Το σπουδαιότερο χαρακτηριστικό του είναι η ικανότητα ασύρματης επικοινωνίας. Μέσω ενός ειδικού συστήματος υπερ-ευρείας ζώνης, το τσιπ επιτυγχάνει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων που αγγίζουν τα 100 Mbps – μια απόδοση τουλάχιστον 100 φορές ανώτερη από οποιοδήποτε άλλο ασύρματο BCI σήμερα. Έτσι, τα εγκεφαλικά σήματα μεταδίδονται σε πραγματικό χρόνο σε εξωτερικούς υπολογιστές, όπου εξελιγμένοι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης αναλαμβάνουν την αποκωδικοποίηση προθέσεων, κινήσεων ή ομιλίας του χρήστη.
Ελπίδα για εκατομμύρια ασθενείς
Οι κλινικές εφαρμογές του BISC είναι εντυπωσιακές. Η ικανότητα του συστήματος να «διαβάζει» και να «γράφει» στον εγκέφαλο ανοίγει νέες προοπτικές για τη θεραπεία παθήσεων που θεωρούνταν μέχρι πρότινος ανίατες. Από την επιληψία και τα εγκεφαλικά επεισόδια μέχρι την αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) και την τύφλωση, η τεχνολογία αυτή έχει τη δυνατότητα να επαναφέρει τον έλεγχο στους ασθενείς.
Ο νευροχειρουργός Δρ. Brett Youngerman, βασικός συνεργάτης του έργου, υπογραμμίζει τη σημασία της μειωμένης επεμβατικότητας. Το BISC τοποθετείται μέσω μίας μικρής οπής στο κρανίο, ελαχιστοποιώντας έτσι τους κινδύνους επιπλοκών και τη φθορά των ιστών. Οι ερευνητές έχουν ήδη εξασφαλίσει χρηματοδότηση από τα [Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ](https://www.nih.gov) (NIH) για την εφαρμογή της τεχνολογίας σε ανθεκτική στα φάρμακα επιληψία.
Το μέλλον της συμβίωσης με την AI
Πέρα από τις ιατρικές εφαρμογές, το BISC ανοίγει το δρόμο για ένα μέλλον όπου η διάδραση ανάμεσα στον άνθρωπο και τις μηχανές θα είναι άμεση και ανώδυνη. Η startup εταιρεία Kampto Neurotech, που δημιουργήθηκε από μέλη της ερευνητικής ομάδας, εργάζεται ήδη για την εμπορική ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας, φέρνοντας την επιστημονική φαντασία όλο και πιο κοντά στην πραγματικότητα.
Ο καθηγητής Ανδρέας Τόλιας από το Πανεπιστήμιο Στάνφορντ αναφέρει ότι το σύστημα μετατρέπει τον φλοιό του εγκεφάλου σε «θύρα» υψηλής ταχύτητας. Καθώς η τεχνητή νοημοσύνη εξελίσσεται, η δυνατότητα απευθείας σύνδεσης του νου με υπολογιστικά συστήματα μπορεί να ενισχύσει τις ανθρώπινες ικανότητες, προάγοντας μια πρωτοφανή συνεργασία βιολογίας και τεχνολογίας.
Τα πρώτα αποτελέσματα από τις προκλινικές δοκιμές είναι εξαιρετικά ελπιδοφόρα, καταδεικνύοντας σταθερές μετρήσεις νευρωνικών σημάτων. Αν και η πορεία προς την ευρεία υιοθέτηση του BISC είναι ακόμα μακρά, το εγχείρημα αυτό αποδεικνύει πως η τεχνολογία έχει ωριμάσει αρκετά ώστε να αρχίσει να φωτίζει τα πιο βαθιά μυστικά του ανθρώπινου μυαλού.
