Мозъчна протеза за незрящи - възможно ли е?

Интервю на Добромир Видев с проф. Питър Роелфсема в предаването ''Хоризонт до обед''

Update Required To play the media you will need to either update your browser to a recent version or update your Flash plugin.

Нови технологии дават надежда за това незрящите да "виждат". Надеждата дават изследванията на професор Питър Роелфсема. Той е професор в нидерландския Свободен университет на Амстердам и в Катедрата по неврохирургия на Медицинския център на Амстердамския университет. Заедно с екип от учени от 2014 г. работи по невротехнологията за зрителни протези за незрящи хора. Професор Питър Роелфсема беше в София по време на 24-тия конгрес на Европейската асоциация на неврохирургичните дружества.

Чувствате ли, че сте част от този златен век на неврологията?

Сега има все повече възможности за създаване на интерфейси за връзка с мозъка. И мисля, че все още има поле за разгръщане на пълния потенциал, но определено е вярно, че нещата са възможни, че сме невъобразимо напред отпреди 10 или 20 години. Опитваме се да създадем мозъчна протеза за незрящи, които са загубили зрението си на по-късна възраст. Така че те имат напълно развита зрителна система, но пък информацията от окото вече не стига до мозъка. Това, което правим, е да създадем мозъчна протеза, което означава, че имплантираме куп кабели в мозъка и ги свързваме към мозъчен чип и след това можем електрически да активираме мозъчните клетки. В резултат пациентите ще получат много проста форма на визуална стимулация, която да им позволи да "виждат".

И вие доказахте това с теста с маймуните?

Тествахме това с маймуните. Защото преди да тествате хора, по-добре се уверете, че е безопасно и че работи. Това прави работата с маймуните ключова.

И какво стана с маймуните? Видяха ли нещо?

Да. Тренирахме маймуните да разпознават букви. Да кажа, че тези маймуни по принцип си виждат. След това, в един момент, започнахме да "пишем" буквите в мозъка им. И тогава открихме, че животните наистина могат да видят тези букви и ги разпознават. Това беше супер вълнуващо, защото това не беше правено преди. Започнахме проекта през 2014 г. Това са проекти, които отнемат много време, защото това е нова технология. Така че наистина трябва да разработите нова технология. Тези мозъчни интерфейси не съществуват, така че наистина трябва да измислите нови начини за това да създадете тези интерфейси с мозъка. И проблемът, с който все още се сблъскваме, е, че има и реакция на имунната система. Тя отхвърля имплантите и тогава някак си започвате да имате проблеми след около година. И това е нещо, което се опитваме да разрешим.

Какво се случва?

Образува се фиброзна тъкан около мозъчните импланти и това означава, че вие губите връзката с нервните клетки. И следователно в случая на зрителната протеза, тя спира да работи след това. При маймуните спря да работи след около година. Но смятаме, че вече знаем как да решим това. Можем да създаваме изключително гъвкави електроди, които са толкова тънки, че изглеждат малко като кухненско фолио и всъщност се носят между мозъчните клетки. След това с тези нови видове електроди, този отговор на тъканта, образуването на фиброзна тъкан, почти липсва и затова очакваме протезата да работи много по-дълго.

В лекцията казахте, че всичко, което описвате сега, всичко е било теория преди 60 години. Колко, според вас, би отнело, за да стане реалност и да "прогледне" незрящ човек чрез този метод?

Имахме пациенти, които получиха подобни имплати, но те бяха имплантирани с много ранна версия на протезата, в която имаше само 100 електрода. И така, ако стимулирате един от тези проводници, човек ще види светлинна точка. Дори човек, който е бил сляп от много години. И проблемът е, че 100 електрода не са достатъчни. Трябва да отидете на 1 000 или 10 000. Това може да бъде определено като развитие, което все още трябва да се случи.

Стигаме до това тези системи да създават графики с висока резолюция.

1 000 електрода също не са това, което ние наричаме "висока разделителна способност". За сравнение - броят на влакната, които преминават от окото към мозъка, е един милион. Нещо като един мегапиксел. А с 1 000 електрода получавате само 1 000 пиксела. Така че това е една хилядна от броя на пикселите, които хората с нормално зрение имат.

И за да е реалност, що за технология трябва да бъде разработена?

Няма съществуваща такава технология, така че не можем да сложим един милион електрода. Не може да се надяваме да се "целим" в един милион неврона. Няма такава технология. Можем да стигнем до 1 000, може би 10 000 неврона с имплантите - това ще е по-добре от нищо, нали? Така че ако сте незрящи, вие наистина ще разчитате на вашите болногледачи или на хората около вас. Например, ако сте на странно място и трябва да отидете до тоалетната, наистина трябва да помолите за помощ. И хората, които са слепи, много от тях биха оценили способността да си върнат част от независимостта и нашата оценка е, че 1 000 или 2 000 от тези "пиксели" вече са голяма стъпка в правилната посока. Това е един малък брой пиксели, но голяма стъпка.

И тука обаче има предизвикателства?

Предизвикателството е да предположим, че имате 1 000 пиксела, нали. Така че това може да изглежда малко като матрица.

Това, което Нео вижда в "Матрицата"?

Нео вижда по-добре в матрицата. Но си представете, че имате редове от лампи. 30 на 30, така че 900 електрически крушки. И ако след това искате да създадете, да речем, вертикална линия, тогава активирате точно тези вертикално подравнени. Умножете това, за да имате не 900, а 10 000. Това в момента е възможно най-доброто, което можете да имате.

Помага ли за проекта Ви и изкуственият интелект?

Изкуственият интелект ви помага, ако имате изображение от камерата, което е много наситено с детайли. Това е твърде много информация за растера от 1 000 или 10 000 електрода. Така че наистина се налага да се опрости изображението. Представете си – вие сте в гората и там има много дървета, листа и всякакви неща наоколо, но на вас ви трябва само пътеката, по която да вървите. Така че изкуственият интелект може да извлече само пътя и след това да постави изкуствените възприятия по пътя, така че да можете да видите къде трябва да вървите и вие. Просто игнорирате всички неща, които създават безпорядък. Така че ние разработваме това, за да можете действително, дори сега го тестваме. Имаме програма, разработена от ИТ специалистите ни. Обикновено го демонстрираме чрез очила за виртуална реалност. Те носят VR шлем, поставена е на него и камера - пред тях. Алгоритмите създават в реално време опростен образ във всяка посока, в която пациентът погледне. Тези образи са съставени от точки и така би го видял и нашият бъдещ пациент, който би имал имплант в мозъка. Не е супер изображение. Представете си, че трябва да работите с тази матрична платка от сто електрически крушки пред вас. Така изглежда. Така че това няма да бъде перфектно изображение.

Какво ще бъдещето на тези технологии?

Трудно ми е да предвидя. Много вероятно е след пет или десет години да има хора, които имат зрителна протеза, които могат да видят може би 1 000, може би 10 000 пиксела. Тя ще им даде форма на независимост. Но как тази технология ще се развива след 10 или 20 години с нови начини за взаимодействие с много повече електроди или други видове начини за активиране на мозъчните клетки в правилните модели, е много трудно да се предвиди.

Питам ви, защото Илон Мъск също даде заявка, че може да накара хората да ходят, да накара хората да виждат - колко реално е това?

Трябва да видим. Мисля, че това, което правят, е много обещаващо, нали? И фактът, че има голяма търговска организация, която се е заела с това, е много добра новина за всички в областта. Защото това означава, че има доказателство, че технологията не е така далечна и че бизнесът започва да я намира за интересна. Така че ще трябва да видим. Те искат да го направят комерсиално. И това е нужно, ако се наложи да лекувате много пациенти. Трябва да има начин да си получите обратно инвестираните пари. Затова гледам с добро око на това, което се случва. Нашето проучване сега го правим чрез стартъп. Но моят стартъп по отношение на финансирането е не е сравним с този на Илон Мъск. Обаче малкото ни предимство е в това къде се насочваме към мястото в мозъка, което искаме да стимулираме. Компанията на Илон Мъск се е насочила към зрителния кортекс, частта на мозъка, предназначена главно за обработка на визуална стимулация. Знаем, че да сложим достатъчно електроди в зрителния кортекс ще бъде много предизвикателно. А ние се целим към първото място, което получава информацията от окото, където е малко по-осъществимо да вкарваме достатъчно електроди. Ако нещата станат по-комерсиални, ако има много хора, които да ползват тези технологии, ако има повече компании, които да развиват тази технология, цените биха паднали. И степента на развитие ще се увеличи, защото те се конкурират един с друг и те се опитват да намерят най-добрите решения.

За край да кажем – не давате надежда, че "слепите ще прогледнат", но каква е добрата новина?

Добрата новина е, че сега има всички видове мозъчни интерфейси, които ще позволят в бъдеще да се лекуват мозъчни заболявания, които не сме били в състояние да лекуваме в миналото. Определено има някаква надежда, но хората също трябва да осъзнаят, че тези неща отнемат време, за да се развият. Затова е трудно наистина да се дават големи обещания. Така че има добри новини, но няма лоши. Има добри новини и хората трябва да бъдат търпеливи, нали? Понякога получавам писма от хора, които ме питат дали могат да използват нашата система. Тогава трябва да бъда реалист. Но и вероятно в следващите години ще имплантираме на хора тези системи. Обаче като част от експеримент, а не лечение. Наистина първо трябва да тестваме няколко души, които са доброволци. Имахме доброволка от Испания - незряща жена. Но нейното доброволчество дойде със съзнанието, че трябва да изтърпи две мозъчни операции. И че това само за малко би променило нещо за нея. Заради образуваните около имплатите фибрози, тя използваше системата за малко. За мене такива хора са герои, защото знаят, че няма да получат лечението. Това наистина е научен експеримент на този етап.