Лекс Фридман взял огромное по длительность интервью у Илона Маска и команды Neuralink. Смотреть все 8,5 часов нереально. Поэтому для тех кому хочется понять что там было подготовил краткую выжимку.
Кому хочется посмотреть интервью полностью - ссылка на Youtube.
Основные компоненты устройств Neuralink и их работа
Основные компоненты Neuralink
Технология Neuralink состоит из трех основных компонентов:
N1 имплант:
Описание: Это миниатюрное устройство, имплантируемое в мозг, которое включает в себя гибкие электроды (нити).
Электроды (нити): Очень тонкие, гибкие электроды, размер которых меньше человеческого волоса. Они имплантируются в кортикальный слой мозга и позволяют собирать нейронные сигналы.
Хирургический робот:
Описание: Специально разработанный робот, который выполняет операцию по имплантации нитей в мозг.
Функции: Робот автоматизирует процесс имплантации, обеспечивая высокую точность и минимальное повреждение ткани мозга. Он способен имплантировать нити на глубину 3-5 миллиметров в различных областях мозга.
Приложение Neuralink (B1 app):
Описание: Программное обеспечение, которое декодирует сигналы, полученные от импланта.
Функции: Приложение преобразует нейронные сигналы в команды, которые могут быть использованы для управления внешними устройствами, такими как компьютер или протез.
Имплантация:
Процесс: Хирургический робот имплантирует гибкие нити в определенные области мозга. Каждая нить содержит множество электродов (до 16 на нить), которые регистрируют нейронную активность.
Локация: Нити имплантируются в кортикальные слои мозга, в частности, в моторную кору для управления движениями.
Сбор и обработка данных:
Сбор сигналов: Электроды улавливают электрическую активность нейронов с частотой до 20 кГц и разрешением 10 бит.
Аналогово-цифровое преобразование: Сигналы усиливаются и оцифровываются специальной микросхемой (ASIC), встроенной в имплант.
Передача данных:
Коммуникация: Имплант передает собранные данные на внешнее устройство через беспроводное соединение (например, Bluetooth).
Приложение: Внешнее устройство или приложение Neuralink декодирует полученные сигналы и преобразует их в команды для управления внешними устройствами.
Использование данных:
Применение: Декодированные команды могут использоваться для управления компьютером, протезами, или другими устройствами, обеспечивая взаимодействие человека с техникой через нейронные сигналы.
Анализ и обучение: Собранные данные также могут использоваться для дальнейшего анализа и улучшения работы системы, а также для научных исследований в области нейробиологии.
Процесс имплантации Neuralink
Процесс имплантации Neuralink является сложной и высокоточной процедурой, направленной на установку устройства для записи и передачи нейронных сигналов. Давайте рассмотрим его шаг за шагом.
Консультация и планирование:
Медицинское обследование: Пациент проходит всестороннее медицинское обследование для определения пригодности к операции. Врачебная команда оценивает состояние здоровья пациента, проводит нейропсихологические тесты и изучает историю болезни.
Обсуждение с пациентом: Пациенту подробно объясняют процедуру, возможные риски и ожидаемые результаты. Подписывается информированное согласие.
Планирование операции:
МРТ и КТ сканирование: Для точного планирования процедуры выполняются магнитно-резонансная томография (МРТ) и компьютерная томография (КТ) головного мозга. Эти изображения помогают определить точные места имплантации.
Разметка областей мозга: На основании сканов врачи отмечают области коры головного мозга, где будут имплантированы электроды (обычно это моторная кора для управления движениями).
Подготовка операционной:
Стерилизация и подготовка инструментов: Операционная комната стерилизуется, подготавливаются хирургические инструменты и оборудование, включая роботизированную систему Neuralink.
Анестезия: Пациенту вводится общий наркоз, чтобы исключить боль и дискомфорт во время операции.
Операция по имплантации:
Трепанация черепа: Хирург делает небольшой разрез на коже головы и удаляет небольшой фрагмент черепа (трепанация) для доступа к мозгу.
Использование хирургического робота: Специально разработанный хирургический робот начинает процесс имплантации. Робот оснащен высокоточными инструментами и микроскопами для работы с тонкими гибкими нитями, содержащими электроды.
Имплантация нитей: Робот имплантирует нити в заранее определенные области мозга. Каждая нить имеет толщину менее человеческого волоса и содержит до 16 электродов. Робот имплантирует нити на глубину 3-5 миллиметров в кортикальный слой мозга, избегая кровеносных сосудов и минимизируя повреждения ткани.
Подключение импланта: После установки нитей хирург подключает их к основному устройству импланта (N1), которое затем помещается под кожу головы.
Завершение операции:
Установка импланта: Основное устройство импланта фиксируется под кожей головы, и разрез на коже зашивается.
Проверка функционирования: Хирург и инженерная команда проверяют работоспособность импланта, включая правильность передачи сигналов.
Восстановление:
Наблюдение за пациентом: После операции пациент остается под наблюдением медицинского персонала, чтобы убедиться в отсутствии осложнений. Пациенту назначаются обезболивающие и антибиотики для предотвращения инфекций.
Реабилитация: Пациент проходит курс реабилитации, включающий нейропсихологические тесты и тренировки для адаптации к использованию импланта.
Настройка и калибровка:
Индивидуальная настройка: Инженеры Neuralink проводят калибровку и настройку устройства для оптимальной работы с учетом индивидуальных особенностей нейронной активности пациента.
Обучение и адаптация: Пациента обучают использованию интерфейса и программного обеспечения Neuralink. Приложение Neuralink (B1 app) помогает пациенту управлять внешними устройствами, используя нейронные сигналы.
Первое вживление Neuralink в человека: детали и результаты
В январе 2024 года Neuralink успешно провела первую операцию по имплантации своего устройства в мозг человека. Первым пациентом стал Ноланд Арбага, который согласился участвовать в этом историческом эксперименте.
Моделирование и тренировки: Команда Neuralink провела сотни операций на животных, а также использовала реалистичные модели мозга. Один из инженеров, Фрэн Романо, создал пульсирующий мозг в 3D-печатном черепе, который точно соответствовал анатомии пациента, включая его лицо и характеристики кожи головы. Это позволило хирургам тщательно отработать все этапы операции .
Сотрудничество с Барроу Институтом неврологии: Neuralink сотрудничала с ведущим мировым нейрохирургическим госпиталем, Барроу Институтом неврологии, что обеспечило высокую экспертность и поддержку в организации операции .
Хирургическая процедура:
Процесс имплантации: Процесс включал несколько этапов, таких как анестезия, интраоперационная компьютерная томография (КТ), бурение отверстия в черепе и имплантация электродных нитей с использованием хирургического робота. Операция заняла около трех с половиной часов .
Имплантация нитей: Устройство Neuralink, называемое N1 или Link, состоит из тонких гибких нитей с электродами, которые вводятся в моторную кору мозга на глубину 3-5 мм. Эти нити позволяют записывать сигналы нейронов и передавать их для дальнейшей обработки .
Проблемы и решения:
Движение мозга: Операция была сложной из-за движения мозга, вызванного дыханием и сердцебиением пациента. Команда Neuralink разработала и использовала специальные методы для учета этих движений при вставке нитей .
Неизвестные факторы: Было много неизвестных факторов, таких как возможное движение или проседание мозга, которые могли бы затруднить вставку нитей. Однако операция прошла гладко и без существенных проблем .
Послеоперационное восстановление и первые успехи:
Немедленное тестирование: Уже через час после операции устройство было включено, и были записаны первые нейронные сигналы. Ноланд смог модифицировать эти сигналы, думая о сжатии кулака, что было заметно на графиках активности .
Контроль курсора: После периода восстановления и настройки, Ноланд начал использовать устройство для управления курсором на экране. Он достиг высоких результатов, демонстрируя точность и скорость управления, что значительно улучшило его независимость и качество жизни .
Эмоциональные и психологические аспекты: Ноланд описал процесс как волнующий и значимый. Он был мотивирован верой и чувством предназначения, что помогло ему справиться с возможными страхами и неопределенностью. Он также отметил огромную поддержку со стороны команды Neuralink .
Эксперимент контроля курсора с использованием Neuralink
Основной целью эксперимента контроля курсора с использованием Neuralink было проверить возможности устройства для считывания и интерпретации нейронных сигналов, что позволяет пользователю управлять курсором на экране компьютера силой мысли.
Имплантация устройства: После успешной операции по имплантации устройства Neuralink в мозг Ноланда Арбага, был проведен процесс настройки и калибровки системы.
Запись нейронных сигналов: Уже через час после операции устройство было включено, и были записаны первые нейронные сигналы. Ноланд смог модифицировать эти сигналы, думая о сжатии кулака, что было заметно на графиках активности.
Калибровка: Команда Neuralink провела серию калибровочных сессий, чтобы точно настроить алгоритмы обработки сигналов и обеспечить точное распознавание намерений Ноланда.
Обучение системы: Система обучалась распознавать специфические паттерны активности нейронов, которые соответствуют определенным мысленным командам, таким как движение курсора влево, вправо, вверх или вниз.
Интерфейс пользователя: Ноланду был предоставлен экран с простым интерфейсом, включающим курсор, который он должен был перемещать для выполнения различных задач.
Ментальные команды: Ноланду нужно было концентрироваться на мысленных командах для перемещения курсора.
Мысленные образы: Он использовал мысленные образы, такие как движение руки или сжатие кулака, чтобы генерировать специфические нейронные сигналы, которые система могла бы распознать.
Обратная связь и корректировки: В ходе эксперимента Ноланд получал визуальную обратную связь о движении курсора и мог корректировать свои мысли для более точного управления.
Точность и скорость: Ноланд достиг значительных успехов в управлении курсором, демонстрируя высокую точность и скорость.
Практическое применение: Ноланд смог использовать интерфейс для выполнения различных задач на компьютере, что значительно улучшило его независимость и качество жизни.
Планы Neuralink
Neuralink планирует проводить массовые испытания в несколько этапов. На начальном этапе проводится ограниченное количество испытаний с участием первых добровольцев. Эти испытания направлены на сбор данных и улучшение технологий на основе обратной связи участников. В 2024 году компания планирует провести испытания с участием десяти человек . Следующий этап предполагает проведение более масштабного испытания, известного как "пивотальное исследование", чтобы достичь статистической значимости и получить необходимые регуляторные одобрения .
Neuralink активно работает над улучшением своих технологий, включая аппаратное обеспечение, программное обеспечение и методы имплантации. Ведутся работы по созданию более легкого и портативного робота для имплантации, который будет менее чувствителен к вибрациям окружающей среды и обеспечит высокую точность установки электродов . Кроме того, компания разрабатывает новые тестовые системы, такие как ускоренные стенды для испытаний на долговечность и моделируемая хирургическая среда для стресс-тестирования и проверки надежности технологий .
Расширение функциональности
Neuralink стремится расширить функциональность своих устройств за счет увеличения количества каналов для декодирования и управления различными функциями. Текущие устройства имеют около 1000 каналов, но планируется увеличить их количество до 3000-6000 к концу 2024 года и до 16000 к концу 2025 года . Увеличение количества каналов позволит пользователям выполнять больше действий и улучшит качество управления компьютером или другими устройствами . Также рассматриваются возможности интеграции с физическими объектами, такими как роботизированные руки и инвалидные коляски .
Компания разрабатывает интерфейсы, которые помогут пользователям эффективно взаимодействовать с компьютерами и другими устройствами. Одним из направлений является создание более интуитивных и точных методов калибровки, которые позволят лучше сопоставлять нейронные сигналы с намерениями пользователя . Программное обеспечение и прошивки устройств также постоянно обновляются для улучшения функциональности и надежности работы .
Кроме того, рассматриваются возможности использования устройств для различных областей мозга, включая зрительную кору, что откроет новые перспективы для расширения функциональности и повышения качества жизни пользователей .
Медицинское применение
1. Лечение Расстройств Движения:
◦ Квадриплегия и Параплегия: Устройства Neuralink могут позволить людям с травмами спинного мозга управлять цифровыми устройствами с помощью мыслей, восстанавливая определенную степень автономии. Устройство записывает нейронные сигналы из моторной коры и декодирует их для управления курсором или другими цифровыми интерфейсами.
◦ Болезнь Паркинсона: Путем целевого воздействия на определенные участки мозга Neuralink может потенциально облегчить симптомы расстройств движения, таких как болезнь Паркинсона, которая связана с нарушениями в моторных цепях мозга.
2. Восстановление Сенсорных Функций:
◦ Зрение: Neuralink исследует возможности восстановления зрения путем стимуляции областей зрительной коры. Это может помочь людям, которые слепы или имеют серьезные нарушения зрения, восстановить некоторую степень зрения.
◦ Слух: Подобная технология может быть использована для восстановления слуха путем стимуляции слуховой коры.
3. Неврологические Расстройства:
◦ Депрессия и Тревожные Расстройства: Neuralink может помочь в лечении психических заболеваний, модулируя активность мозга в областях, связанных с настроением и эмоциями.
◦ Эпилепсия: Имплантируемые устройства могут контролировать и возможно предотвращать приступы, выявляя аномальную нейронную активность и вмешиваясь до начала приступа.
4. Когнитивные Улучшения и Восстановление Памяти:
◦ Потеря Памяти: Хотя Neuralink, возможно, не сможет восстановить утраченные воспоминания, он может улучшить формирование и восстановление памяти, усиливая связь между различными областями мозга.
◦ Нарушения Речи: Neuralink может помочь людям, потерявшим способность говорить из-за неврологических повреждений, переводя нейронные сигналы в речь или текст, позволяя общение.
1. Безопасность и Надежность:
◦ Риски Хирургии: Имплантация устройств Neuralink требует хирургического вмешательства в мозг, что сопряжено с рисками, такими как инфекция и кровотечение. Усилия направлены на минимизацию этих рисков с помощью передовых хирургических техник и обширных тестирований на животных моделях перед клиническими испытаниями на людях.
◦ Долговременная Жизнеспособность: Долговременные эффекты наличия электродов в мозге все еще изучаются. Важными вопросами являются образование рубцовой ткани вокруг электродов и долговечность устройств.
2. Регуляторное Одобрение:
◦ Получение регуляторного одобрения для широкого применения требует обширных клинических испытаний для демонстрации безопасности и эффективности. Этот процесс может быть длительным и сложным.
3. Этические и Социальные Проблемы:
◦ Конфиденциальность и Безопасность: С устройствами, способными считывать и потенциально изменять активность мозга, обеспечение конфиденциальности и безопасности пользователей является первостепенной задачей. Возможность злоупотребления или несанкционированного доступа к нейронным данным вызывает этические проблемы.
◦ Доступность и Равенство: Обеспечение того, чтобы эти передовые технологии были доступны всем слоям населения, а не только богатым, является значительным социальным вызовом.
4. Технологические Ограничения:
◦ Обработка Данных: Текущая технология может обрабатывать только ограниченное количество нейронных данных. Необходимы достижения в области обработки сигналов и технологии электродов для увеличения скорости передачи данных и точности декодирования.
◦ Срок Службы Батареи и Мощность: Устройства должны работать эффективно в пределах тепловых ограничений мозга. Обеспечение долгого срока службы батареи при поддержании высокой производительности является техническим препятствием.
Суперспособности
В будущем устройства Neuralink могут наделить человека различными суперспособностями, включая:
Ускоренная коммуникация: Возможность обмениваться информацией с другими людьми и компьютерами значительно быстрее, чем через традиционные методы общения. Например, общение напрямую через мысли.
Расширенные когнитивные способности: Улучшение памяти, скорости обработки информации и принятия решений. Возможно, пользователи смогут загружать новые знания напрямую в мозг.
Управление устройствами силой мысли: Возможность управлять компьютерами, телефонами и другими устройствами без физического взаимодействия.
Улучшенное зрение и восприятие: Восстановление зрения у слепых людей или улучшение существующего зрения, включая возможность видеть в различных спектрах (инфракрасном, ультрафиолетовом).
Реабилитация и восстановление функций организма: Восстановление двигательных функций у людей с повреждениями спинного мозга или мозга, включая возможность ходить, двигать руками и т.д.
Лечение психических расстройств: Возможность лечения таких состояний, как депрессия, тревожные расстройства и шизофрения путем стимуляции определенных участков мозга.
Улучшенное восприятие мира: Возможность создавать новые сенсорные ощущения или изменять существующие (например, ощущать запахи, которых нет в реальности).
