Neuralink як перейти від порожнього офісу до «мозкового друку»: повна історія створення мозкових інтерфейсів

2016 рік, коли світ ще нічого не знав про ChatGPT, а технології автопілоту лише робили перші кроки, один твіт Ілона Маска (Elon Musk) започаткував історію футуристичної компанії — Neuralink. Цей експеримент з інтеграції технологій та людського мозку, з перших днів покупки офісних крісел у OfficeMax, пройшов через труднощі заснування, дослідження на тваринах, клінічні випробування на людях і до сьогодні, коли компанія використовує технологію мозково-комп’ютерного інтерфейсу (BCI), щоб допомогти паралізованим знову «рухатися».

Від доктора нейронауки до засновника Neuralink

Час повертається до 2016 року, коли Маск у Твіттері обговорював концепцію «нейральної мережі (neural lace)» і почав залучати експертів до дослідження можливостей мозково-комп’ютерних інтерфейсів. Тоді студент, який здобував ступінь доктора наук і досліджував технологію «Neural dust ( нейральна пил )», на ім’я Донджін Со (Dongjin Seo), зустрівся з ним, і незабаром разом із командою інженерів заснували Neuralink, прагнучи створити перший у світі масовий, бездротовий, високошвидкісний пристрій для мозково-комп’ютерного інтерфейсу.

На той час у компанії навіть не було базових офісних меблів — перший день роботи вони самі пішли купувати стільці. Початок був важким, але ідея — грандіозна.

Головна мета мозково-комп’ютерного інтерфейсу: зруйнувати «стіни» між «думкою» і «пристроєм»

BCI (Brain-Computer Interface) — це технологія, яка здатна «читати» і «писати» сигнали людського мозку. Початкове застосування зосереджене на допомозі паралізованим, особливо при пошкодженнях спинного мозку або хворобі ALS, щоб вони могли керувати смартфонами, комп’ютерами і навіть механічними руками лише за допомогою думки. Перша продукція Neuralink називається Telepathy, що буквально означає «телепатія».

Від провідних з’єднань до бездротових імплантів: чотири роки розвитку апаратного забезпечення Neuralink

На початку заснування Neuralink зосередилася на провідних імплантах (з USB-C), поступово рухаючись до бездротових, мініатюрних мікросхем для імплантації. «Ядро» пристрою — це мікросхема розміром із монету, яка може зчитувати нейронні сигнали мозку і передавати їх через Bluetooth на зовнішні пристрої.

Neuralink — це не лише створення імплантів, а й розробка з нуля хірургічного робота. Перша модель прототипу була зібрана з деталей з eBay, але сьогодні цей хірургічний робот вже здатний виконувати операції на людях.

Від мавп, що грають у пінг-понг, до людей, що грають у «Цивілізацію VI»

У 2021 році мавпа на ім’я Pager здивувала світ, граючи у гру «Pong» за допомогою думки. Через кілька років перший людський учасник (кодове ім’я P1), після імплантації пристрою, керував комп’ютером за допомогою мозкових хвиль і протягом 9 годин грав у «Цивілізацію VI».

Застосування Neuralink не обмежується лише мишею і курсором. Учасники можуть керувати механічною рукою для малювання, відновлювати голос і взаємодіяти з родиною. Для пацієнтів із запущеним ALS ця технологія дозволяє їм грати з дітьми на вулиці і вперше «чути голос батька».

До кінця 2024 року вже 13 користувачів реально використовують Telepathy, у середньому понад 8 годин на день.

Як перейти від 13 користувачів до черги з 10 000?

Хоча наразі є клінічні користувачі, понад 10 000 людей вже очікують на отримання Telepathy. Це створює величезний тиск на виробництво пристроїв, процеси хірургії і системи підтримки користувачів. Довгострокова мета Neuralink — зробити цю операцію такою ж швидкою і доступною, як LASIK для корекції зору, навіть за обідньою перервою. Новий хірургічний робот «Rev 10» вже може скоротити час операції з години до кількох хвилин, прокладаючи шлях до масштабного імплантування.

Від тисяч каналів до повного зв’язку з мозком

Зараз пристрій може проникати в мозок приблизно на 4 мм, але у майбутньому, якщо його зможуть поглибити, він зможе отримувати більше нейронних сигналів і навіть відновлювати складніші сенсорні функції, наприклад «тактильний» і «зоровий» досвід. Neuralink також розробляє проект під назвою Blindsight, щоб у майбутньому допомогти людям з афазією, глухотою або сліпотою знову «говорити, чути і бачити».

Кінцева мета — створити «повний мозковий інтерфейс» (Whole Brain Interface), що дозволить читати і писати будь-яку частину людського мозку, не лише для відновлення функцій, а й для розширення можливостей людини (Augmented Cognition).

Маленький пристрій — велика наука

Інплантовані мікросхеми Neuralink мають тисячі каналів для зчитування нейронних сигналів, але стиснення і передача даних — це велика проблема. Початкові дані досягають 200 Mbps, тоді як Bluetooth має лише 20 kbps пропускної здатності. Як стиснути сигнали без втрати ефективності — ключове завдання для дизайну мікросхеми.

Крім того, пристрій використовує бездротову зарядку, і багато користувачів щодня заряджають його через котушку на капелюсі. Neuralink мріє створити «зарядний подушку», щоб пристрій заряджався під час сну.

Технологія перетворення мозкових хвиль у «курсор миші»

Пристрій зчитує зміни нейронних потенціалів (spikes), які потім за допомогою машинного навчання перетворюються на команду для руху курсору. Процес включає:

Bluetooth-парування

Кореляція рухів тіла з мозковими хвилями (body mapping)

Калібрування курсору (calibration)

Зараз нові користувачі можуть почати користуватися приблизно за 15–20 хвилин, але головна проблема — сигнал «зміщується», що знижує точність моделі. Тому команда активно розробляє автоматичні системи калібрування без повторного налаштування.

Від відеоігор до малювання: створення нових інтерфейсів людина-машина

Зараз користувачі вже можуть грати у Halo, їсти за допомогою механічної руки, малювати на комп’ютері і навіть виконувати професійні завдання. Всі ці функції ще перебувають у стадії тестування і вдосконалення, і в майбутньому потребуватимуть значної підтримки програмного забезпечення і розвитку екосистеми.

Neuralink наполягає на вертикальній інтеграції — від виробництва мікросхем, розробки роботів, процесів хірургії до платформи програмного забезпечення — майже все робиться внутрішньо. Це і є ключем до швидких ітерацій і подолання перешкод.

Зараз у Neuralink працює близько 300 співробітників, але компанія має амбіції змінити спосіб зв’язку людини з технологіями. Кожен аспект — від інженерної реалізації, нейронауки, дизайну мікросхем, автоматизації операцій до досвіду користувача — залишається відкритим викликом і можливістю для інноваторів, дослідників і творців.

Ця стаття Neuralink, як компанія пройшла шлях від пустого офісу до «думкового друку»: повна історія створення мозково-комп’ютерного інтерфейсу, вперше з’явилася в Chain News ABMedia.