Για δεκαετίες, οι Ηνωμένες Πολιτείες πρωτοστατούσαν στην έρευνα για την τεχνολογία εγκεφαλο-υπολογιστικών διεπαφών (BCI), επενδύοντας σε τολμηρές, υψηλού ρίσκου καινοτομίες που υπόσχονταν να φέρουν επανάσταση στην ιατρική και την ενσωμάτωση ανθρώπου-μηχανής. Όμως, τελικά, η Κίνα είναι αυτή που διασχίζει πρώτη τη γραμμή τερματισμού.
Μια ομάδα στην Κίνα, ακολουθώντας μια ημι-επεμβατική προσέγγιση που ίσως ευνοεί την «αρχή της μεσότητας» του Κομφούκιου – ή τη φιλοσοφία της αναζήτησης μιας μέσης οδού μεταξύ των ακραίων – έχει αναπτύξει ένα εμπορικά εγκεκριμένο προϊόν, προσπερνώντας όλους τους άλλους παίκτες, συμπεριλαμβανομένων των αμερικανικών ανταγωνιστών.
Νωρίτερα αυτό το μήνα, η Neuracle Medical Technology με έδρα τη Σαγκάη έλαβε έγκριση για εμπορική χρήση ενός εμφυτεύματος εγκεφαλο-υπολογιστικής διεπαφής (BCI) από την Εθνική Οργανισμό Φαρμακευτικών Προϊόντων της Κίνας. Μετά από δεκαετίες όπου αυτή η τεχνολογία παρέμενε σε κλινικές δοκιμές παγκοσμίως, αυτό το επίτευγμα καθιστά το εμφύτευμα Neural Electronic Opportunity (Neo) της εταιρείας την πρώτη επεμβατική συσκευή στον κόσμο που διατίθεται εκτός δοκιμών.
Η ανάπτυξη των BCI χαρακτηριζόταν από έναν δύσκολο συμβιβασμό: μια μη επεμβατική προσέγγιση που θυσίαζε την ακρίβεια, ή μια επεμβατική προσέγγιση που θυσίαζε την ασφάλεια. Στον παγκόσμιο αγώνα για την εμπορική διάθεση υψηλής απόδοσης BCI, οι προγραμματιστές αντιμετώπιζαν προκλήσεις στην εξισορρόπηση της ανώτερης απόδοσης των επεμβατικών προσεγγίσεων με μακροπρόθεσμες ανησυχίες ασφαλείας.
Το εμφύτευμα Neo, σχεδιασμένο να αποκαθιστά τη λειτουργία των χεριών σε ασθενείς με τραυματισμούς νωτιαίου μυελού, αναπτύχθηκε σε συνεργασία μεταξύ της ομάδας του Hong Bo στο Πανεπιστήμιο Tsinghua και της Neuracle, η οποία ιδρύθηκε από τον απόφοιτο του Tsinghua, Xu Honglai, το 2011. Οι BCI είναι συσκευές που καταγράφουν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου ή τα ηλεκτρικά σήματα από νευρώνες για την καθοδήγηση εξωτερικών συσκευών, όπως προσθετικά μέλη, αναπηρικά αμαξίδια ή δρομείς (cursors) υπολογιστών. Αυτά τα συστήματα στοχεύουν στην παροχή βελτιωμένης κινητικής λειτουργίας σε ασθενείς με αναπηρίες, όπως η παράλυση.
Στις πρώτες μέρες των BCI, υπήρχαν δύο κύριες αναπτυξιακές προσεγγίσεις. Η πρώτη περιλάμβανε μη επεμβατικές συσκευές, όπου οι αισθητήρες τοποθετούνται έξω από το κρανίο. Αυτές οι συσκευές είναι ασφαλέστερες, αλλά λιγότερο ακριβείς λόγω του φυσικού φραγμού του κρανίου. Η δεύτερη είναι η επεμβατική προσέγγιση, που χρησιμοποιείται από την Neuralink του Elon Musk στο εμφύτευμά της, η οποία περιλαμβάνει την εμφύτευση αισθητήρων απευθείας στον εγκεφαλικό φλοιό. Αυτή η μέθοδος είναι πιο ακριβής, αλλά μπορεί να παρουσιάσει μακροπρόθεσμες προκλήσεις, όπως μετατόπιση ηλεκτροδίων και προβλήματα βιοσυμβατότητας.
Το 2013, η ομάδα του Hong στο Πανεπιστήμιο Tsinghua πρωτοπορούσε σε μια ημι- ή ελάχιστα επεμβατική προσέγγιση BCI, όπου τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται στην επιφάνεια του εγκεφάλου, αλλά δεν τον διαπερνούν, σύμφωνα με δήλωση του πανεπιστημίου. Πολλοί προγραμματιστές BCI έχουν επιλέξει μια πλήρως επεμβατική προσέγγιση, συμπεριλαμβανομένων αμερικανικών εταιρειών όπως η Paradromics και η Blackrock Neurotech, καθώς και της κινεζικής εταιρείας NeuCyber’s Beinao-2. Αντίθετα, άλλες, όπως η αμερικανική εταιρεία Precision Neuroscience και η NeuCyber’s Beinao-1, έχουν υιοθετήσει μια ημι-επεμβατική προσέγγιση.
Οι προκλήσεις που αντιμετώπισε η Neuralink, ο πιο ορατός παίκτης στην αγορά των ΗΠΑ, έχουν αναδείξει ορισμένα από τα εμπόδια ασφαλείας για την εμπορευματοποίηση μιας επεμβατικής προσέγγισης. Περίπου ένα μήνα μετά την εμφύτευση του πρώτου ασθενούς στην Neuralink το 2024, έχασε σημαντική λειτουργικότητα, καθώς το 85% των εμφυτευμένων νημάτων ηλεκτροδίων αποσύρθηκε ή μετατοπίστηκε από τη θέση του. Η Neuralink κατάφερε να προσαρμόσει το σύστημα ώστε να ανταποκρίνεται στα εναπομείναντα ηλεκτρόδια, αν και η απόσυρση των νημάτων παραμένει ανησυχία για τη μακροπρόθεσμη λειτουργικότητα.
Το Neo έχει ήδη εμφυτευτεί σε 32 ασθενείς με τραυματισμούς νωτιαίου μυελού, όλοι των οποίων επέτυχαν εγκεφαλικά ελεγχόμενη λαβή χρησιμοποιώντας ένα ρομποτικό γάντι μετά την επέμβαση. Περισσότερα από τα δύο τρίτα των ασθενών παρουσίασαν «σημαντική βελτίωση στις βαθμολογίες τους στην εθελοντική κινητικής λειτουργίας του χεριού μετά από έξι μήνες εκπαίδευσης λαβής με διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή», σύμφωνα με το Tsinghua.
«Η έγκριση για την εμπορική διάθεση ιατρικών συσκευών δεν σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα στα νοσοκομεία, αλλά πιστεύω ότι στο άμεσο μέλλον, περισσότεροι ασθενείς θα μπορούν να χρησιμοποιούν προϊόντα διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή σχεδιασμένα και κατασκευασμένα στην Κίνα», δήλωσε ο Hong στη δήλωση του Tsinghua.
Η συσκευή Neo που δημιούργησαν είναι ένα μικρό, ασύρματα τροφοδοτούμενο εμφύτευμα που μπορεί να στέλνει αξιόπιστα εγγραφές σημάτων του εγκεφάλου, εξαλείφοντας την ανάγκη για παραδοσιακά καλώδια και αποφεύγοντας τους κινδύνους βλάβης της μπαταρίας. Σε σύγκριση με άλλα εμφυτεύματα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που δημιουργήθηκαν από την Neuralink και την BrainGate – μια ερευνητική κοινοπραξία που δημιούργησε μία από τις πρώτες BCI στις αρχές της δεκαετίας του 2000 – το Neo προσφέρει μια νέα προσέγγιση που εξισορροπεί την απόδοση και την επεμβατικότητα, σύμφωνα με το Tsinghua.
Το Neo έλαβε έγκριση για μελέτες σε ανθρώπους το 2023, με τον πρώτο ασθενή να λαμβάνει το εμφύτευμα τον Οκτώβριο του ίδιου έτους. Από τους 32 ασθενείς που έλαβαν εμφύτευμα, οι 22 παρουσίασαν ένα φαινόμενο νευρικής αποκατάστασης, στο οποίο βελτιώθηκε η εθελοντική κινητική λειτουργία του χεριού τους. Η ομάδα του Hong διεξάγει περαιτέρω έρευνα πάνω σε αυτό το φαινόμενο, σύμφωνα με το Tsinghua.
Τον Ιανουάριο, 21 συμμετέχοντες είχαν εγγραφεί στη δοκιμή BCI της Neuralink. Καμία επεμβατική συσκευή BCI δεν έχει εγκριθεί για εμπορική χρήση στις ΗΠΑ ακόμη. Η Κίνα έχει δεσμευτεί να αναπτύξει πολλούς παγκόσμιους ανταγωνιστές BCI για να ανταγωνιστεί την Neuralink, τον κύριο αμερικανικό παίκτη στην αγορά. Φέτος, η BCI συμπεριλήφθηκε ως μελλοντική βιομηχανία για πρώτη φορά στην κυβερνητική έκθεση εργασίας, παράλληλα με τεχνολογίες όπως ο κβαντικός υπολογισμός και η ενσωματωμένη νοημοσύνη. Εκτός από τη Neuracle, άλλες κινεζικές εταιρείες BCI, όπως η Nanjing Panda Electronics και η MicroPort NeuroScientific, αναμένεται επίσης να επωφεληθούν από τις πολιτικές του Πεκίνου για την ενίσχυση του τομέα BCI και την επίτευξη σημαντικών εξελίξεων έως το 2027. Άλλοι αμερικανοί παίκτες περιλαμβάνουν τις Paradromics, Precision Neuroscience, Synchron και Blackrock Neutrotech.
