마지막으로! FDA가 머스크의 뇌-컴퓨터 인터페이스를 실제 수술용으로 승인했는데, 이는 매우 의미 있는 일입니다.

베이징 시간으로 5월 26일, Elon Musk가 공동 창립한 뇌-컴퓨터 인터페이스 회사인 Neuralink는 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받았다는 중요한 진전을 발표했습니다. 이는 인간에 대한 임상 시험을 시작할 수 있음을 의미합니다.

이전에 Neuralink는 쥐, 돼지, 원숭이의 뇌에 뇌-컴퓨터 인터페이스 칩을 이식하려고 시도했습니다. 네, 드릴링 후에 이식되었습니다. 누군가의 머리를 때리려면 과학자들의 여러 차례 검토를 거쳐야 합니다.

FDA는 주로 식품, 의약품, 의료기기 및 기타 제품을 평가합니다.

• 안전성: 제품은 일련의 실험실 테스트 및 임상 시험을 통해 인체에 무해하거나 통제 가능한 위험이 있음을 입증해야 합니다.
• 효과: 제품은 주장하는 바를 수행할 수 있어야 하며 과학적 증거로 뒷받침되어야 합니다.
• 위험과 이익의 균형: 제품의 잠재적 이익이 잠재적 위험보다 커야 합니다.

이전에 Reuters에 따르면 FDA는 Neuralink가 인간을 대상으로 임상 시험을 수행하려면 다음 문제를 해결하는 데 중점을 두어야 한다고 지적했습니다. 장치의 리튬 배터리와 임플란트 와이어가 뇌에서 움직일까요? 뇌 조직을 손상시키지 않고 장치를 안전하게 제거하는 것이 얼마나 어려울까요?

현재 Neuralink는 트위터를 통해 아직 임상시험을 위한 환자 모집을 시작하지 않았으며 곧 더 많은 소식을 발표할 것이라고 밝혔습니다.

사진출처: 뉴럴링크 기자간담회 ​​스크린샷, 편집, 제작

이 기사에서 다룰 내용은 다음과 같습니다.

• 뇌-컴퓨터 인터페이스란 무엇인가요?
• 뉴럴링크는 2016년 설립 이후 어떤 일을 겪었나요?
• 고성능 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술인 Neuralink와 기존 솔루션의 차이점은 무엇인가요?
• 이번 FDA 승인의 의미는 무엇인가요?

뇌-컴퓨터 인터페이스란 무엇인가요?

뇌는 뉴런 사이의 전기 신호 전달을 기반으로 정보를 처리합니다. 따라서 어떤 사물이 이 전기 신호를 읽거나 쓸 수 있다면 뇌는 기계와 직접 상호 작용할 수 있습니다! 이것이 바로 우리가 다음에 이야기할 두뇌-컴퓨터 인터페이스입니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스는 먼 기술이 아니라 오랫동안 일상생활에서 사용되어 왔습니다. 침습형과 비침습형의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

그 중 작은 모자 모양의 장치인 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스는 병원의 신경학 또는 스포츠 재활학과에서 매우 일반적입니다.

비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스는 병원에서 일반적입니다丨Wikipedia

웨어러블 기기를 통해 뇌 신호를 감지합니다. 하지만 신호가 두개골을 통과해야 하기 때문에 녹음된 뇌 신호의 해상도는 높지 않습니다.

Neuralink는 유연한 전극 와이어를 대뇌 피질에 직접 이식하는 침습적 솔루션을 사용합니다. 일반적으로 뇌 조직 자체에 더 깊고 가까울수록 EEG 신호는 더 명확하고 정확해집니다.

그러나 침습적 솔루션은 뇌에 이물질을 이식해야 하기 때문에 쉽게 면역 반응을 일으킬 수 있습니다. 인체는 전극과 신경 조직 사이에 흉터 조직을 생성하여 신호 전달이 저하되거나 심지어 사라질 수 있습니다. 그러므로 이번 인체 실험의 결과는 참으로 기대할만한 가치가 있습니다.

이 순간을 위해 Neuralink는 7년 동안 일해왔습니다

2016년 Musk와 다른 여러 공동 창업자들이 Neuralink를 설립했습니다.

2019년 7월, Neuralink는 프로젝트 프로토타입을 발표했습니다. 그들은 "구멍 펀치"와 "재봉틀"을 만들었습니다. 전자는 레이저를 사용하여 두개골에 작은 구멍을 뚫고, 후자는 사람 머리카락의 4/4만 잘라낼 수 있습니다. .가는 "실"이 뇌에 이식됩니다. 이 와이어는 다중 채널 신경 정보를 수집할 수 있는 전기 수준입니다.

또한 동물 실험을 통해 마우스가 머리 크기와 비슷한 USB-C 인터페이스를 들고 있었는데, 이는 사람들에게 뇌-컴퓨터 인터페이스가 더 이상 미친 상상이 아니라는 점을 알려주었습니다.

2020년 8월, 이 회사는 동전만한 크기의 뇌-컴퓨터 인터페이스 칩 N1을 만들었습니다. 이번에는 이 장치를 살아있는 돼지의 뇌 표면에 이식해 돼지의 뇌 활동을 성공적으로 표시했다. 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는 여전히 무선 연결 형태로 무선 신호 전송 및 무선 충전 기능을 갖추고 있습니다. N1은 높은 수준의 컴팩트한 통합을 달성합니다.

2021년 4월, 뉴럴링크의 실험 원숭이들은 뇌파를 컴퓨터 명령으로 변환하고 '아이디어 핑퐁' 게임을 했습니다. Neuralink 장치는 뇌의 움직임 제어 정보를 읽어 화면에서 탁구공의 움직임을 제어할 수 있습니다.

이는 장치가 동물에 대한 특정 작업을 효과적으로 완료하여 미래의 인간 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스 실험을 준비했음을 의미합니다.

2022년 12월 머스크는 '마인드 타이핑'이 가능한 원숭이를 시연했습니다. 원숭이는 두 개의 완전한 문장을 입력했습니다. 원숭이들은 올바른 문장을 선택하기 위해 인간의 지시를 따르고 뇌 신호를 커서 움직임으로 변환했지만 실제로 인간의 언어 철자를 배우는 것이 아니라 이번 시연을 통해 Neuralink의 뇌-컴퓨터 인터페이스가 실용성 측면에서 한 단계 더 발전했음을 확인했습니다.

또한 이번 기자회견에서 머스크는 자사의 장치가 반년 안에 인간의 뇌에 이식될 것이며 인간 실험을 시작하는 데 필요한 모든 서류가 FDA에 제출되었다고 발표했습니다. 이제 머스크는 시간을 잘 지키는 것 같습니다.

이번 FDA 승인이 왜 중요한가요?

이것은 고성능 뇌-컴퓨터 기술의 임상 적용에 있어 획기적인 발전입니다.

이전에 승인된 기존의 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스는 "유타 배열"이라는 단단한 전극을 사용하는데, 이는 뇌에 있는 이물질에 대한 거부 반응을 일으킬 수 있습니다. 이 기술은 96개의 전극 채널에서만 신경 정보를 캡처하고 전송할 수 있다는 점을 언급해야 합니다.

Utah Array丨medicaldesignandoutsourcing.com

유타 어레이를 사용하면 더 많은 신경 정보 채널이 필요한 경우 뇌 내부에 더 많은 전극을 배치해야 하는데 이는 종종 바람직하지 않습니다.

Neuralink 장치는 유연한 전극을 사용하여 뇌의 거부 반응을 효과적으로 감소시키며, 1024채널 전극을 사용하여 상당히 고품질의 신경 정보를 수집할 수 있습니다.

다양하고 복잡한 뇌-컴퓨터 인터페이스 작업을 수행하려면 고품질 신경 정보가 전제 조건입니다.

Neuralink는 뇌 조직을 최대한 손상시키지 않고 장비를 안전하게 제거할 수 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스 수술을 수행할 수 있는 로봇도 개발했습니다. 이러한 방식으로

사람들은 염두에 두고 있는 제품을 업그레이드하고 반복할 수 있습니다.

사회적 의미가 있나요?

시각 장애인이 시력을 "복원"하고 마비 환자가 "움직일" 수 있게 하세요. 머스크는 이것이 Neuralink가 인간을 위해 수행할 수 있는 최초의 적용이자 도움이라고 믿습니다.

Neuralink에서는 선천적 시각 장애가 있는 사람의 경우에도 '대뇌 피질의 시각 부분이 여전히 존재'한다고 말합니다.

1세대 뉴럴링크 기술은 1,024채널의 전극을 사용했지만, 16,000채널 이상의 차세대 모델도 선보였습니다. Neuralink의 비전에 따르면 시각 장애인의 대뇌 피질 양쪽에 장치를 배치하면 시각 장애인은 32,000개의 "광점"을 보여주는 이미지를 볼 수 있습니다. 즉, 시각 장애인은 더 자세한 내용과 더 많은 "고품질" 이미지를 볼 수 있습니다.

이미지 출처: Unsplash

사고 입력을 사용하여 뇌와 컴퓨터(또는 휴대폰) 사이의 직접적인 연결을 설정함으로써 사지 마비 환자가 "디지털 자유"를 달성하는 데 도움을 받을 수 있습니다. 하지만 Neuralink는 이에 만족하지 않습니다. 그들은 또한 척수 손상 환자의 운동 기능 회복에 대한 자신감을 표명했습니다.

건강한 사람이 물체를 만지면 감각이 척수를 따라 뇌로 들어가지만 척수 손상이 있는 사람의 경우 이 경로가 전환되어 척수에 전극을 이식하여 척수의 뉴런을 자극합니다. 의사소통을 회복하는 능력. 정보를 이동시켜 근육을 수축시키는 능력.

Neuralink는 척수에 이식된 돼지를 보여줍니다. 원리는 뇌의 움직임 지시를 가로채서 다리로 분류하여 목표 행동을 달성하는 것입니다. 신체 움직임 과정은 팔다리에서 뇌로 감각 신호를 다시 보내 뇌가 무슨 일이 일어나고 있는지 이해할 수 있도록 시뮬레이션할 수 있습니다.

현재 인체 임상 단계에 진입한 회사는 3곳입니다

현재 국제 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 회사 중 뉴럴링크(Neuralink), 온워드(Onward), 싱크론(Syncron) 등 3개 회사가 인간 임상 시험 단계에 진입했습니다.

이 세 회사의 기술 경로도 다릅니다.

Neuralink는 "피질 침투" 경로에 속합니다.

Onward는 척수 손상 후 보행 능력을 회복하기 위해 뇌-컴퓨터 인터페이스를 사용하는 등 외상 후 신경 기능 회복에 중점을 둡니다. 이는 신경 신호를 수집하기 위해 대뇌 피질 표면에 배치되는 "Electrocorticography"(ECoG)라는 전극을 사용합니다. Onward는 "피질 표면" 경로를 택하는데, 이 경로를 이용하는 중국의 Weiling Medical도 있습니다.

Weiling Medical은 피질 표면에 고밀도 유연성 전극 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스를 개발하는 유일한 회사이자 팀입니다. 올해 말까지 전극 배열에 대한 임상 테스트 및 검증을 완료할 것으로 예상됩니다.

동기화 기술은 최소 침습적입니다 혈관 스텐트와 유사한 전극을 뇌혈관 내부에 배치하여 혈관 근처의 신경 신호를 수집합니다. "혈관 중재형"에 속합니다.

이미지 출처: Unsplash

Syncron이 2021년에 FDA 승인을 받고 시험을 시작했으며 2022년 7월 미국에서 최초의 뇌-컴퓨터 인터페이스 임플란트를 발표했다는 점은 언급할 가치가 있습니다.

싱크론이 사용하는 기술은 전극을 뇌혈관 내부 가까이에 배치하는 것입니다. 기술적 한계로 인해 전극은 상당히 제한된 신경 신호만 수집할 수 있습니다. 따라서 이 시스템은 현재 매우 기본적이고 간단한 작업만 수행할 수 있습니다. 더욱이, 피험자가 이 시스템을 통해 새로운 작업을 배우려면 많은 훈련 시간이 필요합니다.

뇌를 1km 길에 비유하면 우리는 5cm만 걸은 것입니다

현재 뇌-컴퓨터 인터페이스의 적용 방향은 다음과 같은 손상된 장기를 교체하는 것입니다.

• 마비 환자는 뇌 전기를 사용하여 로봇 팔을 제어하여 뇌 정보의 출력을 처리합니다.
또는 팔다리와 오감을 통하지 않고 뇌를 통해 기계에 직접 정보를 주고받는 것, 즉 뇌 정보의 입출력을 처리하는 것입니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스는 뇌 신경을 기계와 결합하거나 생물 간의 의식을 대체할 수도 있지만 이는 아직 먼 미래의 이야기입니다.

궁극의 뇌-컴퓨터 인터페이스를 달성하려면 뇌의 모든 뉴런이 외부 세계와 "완벽하게 연결"되어야 합니다. 즉, 인간은 각 뉴런의 특성을 명확하게 이해해야 합니다.

하지만

현재 인간의 뇌에 대한 이해는 여전히 움직임과 시각, 청각을 관장하는 피질 부분에 국한되어 있어 매우 피상적입니다.

한 뇌 과학자는 뇌에 관한 모든 지식을 1km 길이의 도로에 비유했는데, 현재 우리가 이동하는 거리는 5cm도 안 됩니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스가 어디까지 발전할 수 있는지는 뇌 과학의 기초 연구에 달려 있습니다.

저자: Jayden, Ruiyue, Shen Zhihan, ChatGPT

편집자: biu

별도의 언급이 없는 한 기사의 사진은 Neuralink에서 가져온 것입니다

필요하신 경우 sns@guokr.com으로 연락주세요

위 내용은 마지막으로! FDA가 머스크의 뇌-컴퓨터 인터페이스를 실제 수술용으로 승인했는데, 이는 매우 의미 있는 일입니다.의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!