Dem Elon Musk säi Brain-Computer Interface-Reality Check

Déi vill erwuesse kierzlech Ukënnegung vun der Entwécklung vum Elon Musk vun engem Gehircomputer Interface (BCI) Apparat, genannt Neuralink, war eng Medie Sensatioun. D'Tatsaach datt Musk, en erfollegräiche Geschäftsmann dee fortgeschratt Technologie zu enger kommerzieller Realitéit mécht, an BCI investéiert ass bedeitend an Newswäert. Dëst Gebitt vun der Fuerschung existéiert zënter den 1970er Joren, an d'Gehirerstimulatioun duerch implantéiert Elektroden datéiert an d'1920er, awer bis viru kuerzem war d'BCI Technologie eng spezialiséiert Verfollegung ausserhalb vum Mainstream.

Musk seng Suen an d'Industrie si wëllkomm fir dëse Fuerschungsberäich virzestellen. Awer et ass wichteg Erfolleger vun Ambitiounen ze trennen; dësen Apparat niewent anere BCI Methoden ze vergläichen, an am wichtegsten, d'Gréisst vum Problem vum "Schmelzverstand a Maschinn" ze verstoen.

Astronomesch Quoten

Geméiss dem Musk ass de gréisste Fortschrëtt vum Neuralink d '"Uerdnung vun der Gréisst vun der Bandbreedung" datt hir schlank, flexibel Elektroden, déi wéi Strécke vun den Hoer sinn, iwwer den 128-Elektroden Utah Array kënne bidden, déi wäit an der Fuerschung a mënschlech benotzt ginn. BCI Geräter. Awer limitéiert Bandbreedung ass net déi gréissten Hürde déi de BCI Feld konfrontéiert ass. Ausserdeem ass de computationalen an analytesche Problem vun der Interpretatioun vum neuronalen Ofschoss a präzis Manipuléiere vu klenge Netzwierker vun Neuronen erstaunlech.

Musk behaapt datt Neuralink d'Bandbreet iwwer existent BCI-Geräter staark erhéije kann andeems bis zu 3.072 Elektroden an d'Gehir agefouert gi mat 96 implantéierte Fiedem déi méi Kontakter drop hunn. Ausserdeem wäert de System fäeg sinn ze liesen an ze schreiwen Informatiounen an aus dem Gehir, fir eng "symbiotesch" Bezéiung tëscht dem mënschleche Gehir a Computer ze kreéieren.

Dëst gëtt erreecht andeems d'Fiedemähnlech Elektroden an d'Gehir mat engem Bitzmaschin-ähnlechen Apparat gestitcht ginn, wéi illustréiert vun engem dramatesch beliichte Video vun der Maschinn, déi d'Fiedem a fluoreszéierend gréng Jell-O pocken. Dës Multichannel Elektrode ass e wesentleche Bäitrag zum Feld, an och d'Entwécklung vun engem Miniaturiséierte, Multichannel Chip deen am Kierper implantéiert ka ginn fir d'Elektroden ze bedreiwen. Awer d'Ingenieurshindernisser si manner beängschtegend wéi déi biologesch Hindernisser.

Fir e Gedanken ze implantéieren oder Neuronen an engem Circuit passend mam Computer ze dreiwen ass net sou einfach wéi et schéngt.Wann d'Situatioun fir en Neuron mat elektrescher Stimulatioun ze dreiwen an zwee Staaten vereinfacht ass, "schéissen" oder "net schéissen" - wat eng grouss Vereinfachung ass wéi Neuronen funktionnéieren - an nëmmen 300 Neuronen ze tippen, géifen zwee erhéicht ginn an d'Kraaft vun 300 méiglech steet an deem Netzwierk. Dat ass...

... 2,037,035,976,334,486,086,268,445,688,409,378,161,051,468,393,665,936,250,636,140,449,354,381,299,763,336,706,183,397,376 méiglech Staaten.

Dës Zuel ass net nëmme méi grouss wéi d'US Staatsschold, et ass méi grouss wéi d'Zuel vun allen Atomer am bekannten Universum (2 X 10 ⁸⁰ )! Stellt Iech elo vir datt 3.076 Mikroelektroden benotzt ginn. D'Zuel vun de Staaten an deem nach relativ klenge Netzwierk ass ... gutt ... aus dësem Universum: 5,8 X 10 ⁹²⁴ méiglech Staaten.

Dës Berechnung vereinfacht déi reell Situatioun an neuronale Netzwierker staark. D'Frequenz an d'Muster vum neurale Impulsfeier si wichteg beim Informéiere vermëttelen a berechnen. Berechene wéi vill verschidde Weeër nëmmen 80 Neuronen an engem Circuit an enger ordonnéierter Reiefolleg schéisse kënnen, bréngt eng Zuel vu méigleche Schossuerden, déi d'Zuel vun den Atomer am Universum iwwerschreiden - mat nëmmen 80 Neuronen. Dës Wahrscheinlechkeet gëtt als 80 Faktor berechent, wat entsprécht 8,3 X 10 ⁸¹ Méiglechkeeten.

En aneren Neuralink Avance, deen an der Ukënnegung vum Musk markéiert ass, ass eng automatiséiert Maschinn ze benotzen fir d'Elektroden präzis anzesetzen. Awer wéi wësst Dir wat Neuronen ze stimuléieren fir e Gedanken ze implantéieren oder aner Informatioun "erofzelueden"? Wéi géift Dir déi richteg fannen tëscht den zéng Milliarden Neuronen am Gehir? Ausserdeem ass jidderee säi Gehir e bëssen anescht, sou datt e bestëmmten Neuron a mengem Gehir net onbedéngt déiselwecht Saache maache wéi en Neuron op der selwechter Plaz an Ärem.

Wat ass méi, wann Dir Är Elektroden an Neuronen ugeschloss hutt, wéi e Muster vun elektrescher Stimulatioun gitt Dir fir "erofzelueden" Informatioun dran? Ëmgedréit, wéi maacht Dir Sënn fir all neuronalt Gespréich dat Dir ophëlt mat dem Implantat fir "Informatioun" aus dem Gehir ze liesen?

De Fakt ass datt Neurowëssenschaftler net genuch wëssen iwwer wéi Informatioun am Gehir kodéiert ass duerch d'Muster an den Taux vum neurale Impuls fir ze entzifferen d'Informatioun zippt duerch neuresch Netzwierker. Déi meescht BCI Geräter funktionnéieren andeems se eng Ännerung an der lafender neuraler Aktivitéit spieren, déi de Bedreiwer beaflosse kann fir eng Operatioun vum Computer auszeléisen.

Daten géint Dreem

Dem Musk säin Team soll gratuléiert ginn, awer loosst eis kloer sinn: Dës Ukënnegung war e Publizitéitsevent, net d'Konsequenz vun enger wëssenschaftlecher Publikatioun op dëser Fuerschung. Oder wéi Musk et charakteriséiert, e Rekrutéierungseffort fir Talent an déi nei Firma unzezéien. D'Ukënnegung war baséiert op zwee Wäissbicher déi publizéiert goufen am bioRxiv , déi Berichte si vun de Wëssenschaftler geschriwwen an online gepost, net peer-reviewed Studien.

D'Resultater déi bis elo erreecht gi sinn villverspriechend a sécher virzegoen, awer si si wäit vun der héijer Ambitioun eng Symbiose vum mënschleche Gehir mat der kënschtlecher Intelligenz vun engem Computer ze schafen. D'Fuerschung ass op enger ganz virleefeger Etapp.

Loosst eis ënnersichen wéi eng Erfolleger an dëse Pabeieren bericht ginn, well dem Musk seng visionär Ambitiounen wäit an der Press behandelt goufen. Déi berichtete Studien am éischte Pabeier goufen op véier Ratten ausgeführt. Zwielef bis zwanzeg-véier Elektroden goufen an all Déier implantéiert. D'Zuel vun dësen Elektroden am Gehir vun all Rass, déi erfollegräich neuronal Schéiss entdeckt huet, war 2, 3, 7 a 16 Elektroden a jiddere vun de véier Déieren. Dat ass eng zimlech héich Ausfallsquote an eng kleng Unzuel un Testdéieren, awer dëst sinn nëmmen déi éischt Versich mat dëser neier Technologie.

Den zweete Pabeier, deen den Dag vum Publizitéits Event verëffentlecht gouf, enthält Opzeechnunge vun elektrescher Aktivitéit an enger Rat vun 1.020 Punkten op 40 vun de 44 Fiedem, déi an d'Gehir agefouert goufen, déi 1,280 Elektrodekontaktpunkte mat Gehirergewebe ubidden. Ongeféier d'Halschent vun dëse Kontakter huet elektresch Aktivitéit opgeholl. (Net all d'Elektrode géifen erwaart ginn an no genuch Proximitéit zu engem Neuron ze falen fir seng elektresch Impulser opzehuelen.) D'Implantatioun gouf op 19 Ratten ausgefouert, awer nëmmen eng Beispill Opnam gouf geliwwert. D'Etude weist net wéi laang d'Elektroden op der Plaz waren wann dës Opnam gemaach gouf.

A béide Wäissbicher gouf kee Versuch gemaach fir den neuronale Schéiss fir d'Ziler vu BCI ze benotzen. Kee Versuch eppes wéi e Gedanken oder Sensatioun z'implantéieren gouf gemellt; tatsächlech goufe keng Versuche Neuronen duerch d'Neuralink Elektroden ze stimuléieren.

Den Titel vum Pabeier behaapt datt d'Methode "minimal invasiv" ass, an d'Ambitioun, déi de Musk beschriwwen huet, ass datt d'Bitzmaschinn anzeginn vu gewënnten Elektroden d'Tap an d'elektresch Aktivitéit vum Gehir sou einfach wéi d'Lasik Auge-Chirurgie mécht. Awer dës Elektroden an d'Gehir vun enger Maus ze stiechen am Moment erfuerdert den Doudekapp fir d'Gehir auszesetzen. All Method déi Gehirchirurgie involvéiert ass invasiv a riskéiert.

E grousst Problem mam BCI ass datt Piercing Gehirgewebe mat Elektroden Schied a Narben verursaacht, an d'Elektroden degradéieren eventuell am liewegen Tissu a ginn onnëtz. Déi dënn Film Polymer Zesummesetzung vun dëse mikroskopesch schlanken Elektroden (ongeféier 1/10 vun der Déckt vun engem mënschlechen Hoer) ass entwéckelt fir méi laangfristeg Opzeechnunge wéi aktuell Elektroden ze bidden, a manner Tissueschued ze produzéieren.

Baséierend op déi presentéiert Donnéeën ass et awer net kloer wéi dës ganz dënn Polymerelektroden mat der Zäit opstinn, well déi gemellt Experimenter ware kuerzfristeg Tester bei enger klenger Zuel vun Déieren. Opzeechnunge goufen aus enger Rat gemaach, déi mat de wispy Elektroden fir 60 Deeg implantéiert war, an d'Implantater si fréizäiteg gefall an deenen aneren dräi studéierte Ratten.

Mikroskopesch Analyse vum Gehirergewebe weist Beweiser fir Zelldoud a Narben, wéi et mat all Typ vu Gehirimplantater geschitt. Dës Ënnersichung gouf zwou Woche gemaach no der Implantatioun vun den Elektroden an engem Déier an 10 Wochen no Implantatioun an engem aneren. Zum Verglach, den Utah Array, deen och Narben verursaacht, huet eng berichtte Liewensdauer vu sechs bis néng Joer beim Implantéiere an e Primat Gehir.

Aner innovativ BCI Methoden

Nei Fortschrëtter am BCI gi reegelméisseg a peer-reviewed wëssenschaftlechen Zäitschrëften publizéiert, awer si wëlle vläicht net d'Opmierksamkeet vun der Allgemengheet erwächen. D'Leeschtunge vun aneren déi am BCI Feld schaffen hunn de Leit gehollef mat Lähmung, Amputatioun a Krankheeten wéi gespaart Syndrom ze kämpfen. Verschidde vun dëse BCI Approchen erfuerderen net Lächer duerch den Doudekapp an Elektroden an d'Gehir ze pechen. Optesch a magnetesch Methoden ginn entwéckelt, zousätzlech zu Verbesserungen vun der EEG Opnam vu Gehiraktivitéit duerch d'Kopfhaut.

Ee schlau Beispill vun enger net-invasiver Method vu BCI ass den "stentrode" Apparat benotzt vum Thomas Oxley a Kollegen. An dëser Approche ginn Elektroden an d'Gehir duerch de Blutt gefouert, déiselwecht wéi e vaskuläre Shunt duerch Herzchirurgen an Neurologen agefouert gëtt, déi eng Kanoun an eng Vene oder Arterie rutschen fir e Bluttgerinn opzemaachen.

Dës Technik dréit wéineg Risiko, a Fuerschung mat dëser Method fir neuresch Aktivitéit z'entdecken ass a peer-reviewed Zäitschrëften publizéiert ginn. Langfristeg Studie mat der Stentrode goufen a grouss Déieren (Schof) verlängert, e vill bessere Modell vum mënschleche Gehir wéi de Rattenhir.

Dës Technik ass amgaang mënschlech klinesch Verspriechen ze maachen, eng bedeitend Erreechung wann Dir déi héich gerechtfäerdegt Restriktiounen op mënschlech Experimenter berécksiichtegt. Et ka Joere vu präklinescher Fuerschung daueren ier d'Genehmegung d'Prozedur fir Sécherheet an Efficacitéit bei de Mënsche getest gëtt. Musk seet datt hien hofft klinesch Versprieche mam Neuralink am Joer 2020 unzefänken, wat en usprochsvollen Zil ass.

E puer aner spannend Approche fir BCI interagéiere mam Gehir duerch Nerven an den Äerm - fir Prothetikapparater ze kontrolléieren an d'Sensatioun vum Touch zu engem Amputéierten aus enger Roboterhand ze liwweren - oder duerch detektéieren Elektrizitéit entsteet duerch Minutt Muskelzuckungen am Aarm als Apparat vun CTRL-Laboe mécht.

Neuronen kënnen net-invasiv stimuléiert ginn duerch pulséiert Magnéitfelder duerch den Schädel (TMS), andeems en DC oder AC Stroum an d'Gehir duerch Elektroden an der Kopfhaut applizéiert ginn, an duerch Ultraschall an neurologescht Gewebe strahlen. Keen vun dësen huet momentan déi mikroskopesch Präzisioun datt eng implantéiert Elektrode en eenzegen Neuron muss stimuléieren, awer si beaflossen déi neurale Circuitfunktioun, a si erfuerderen net.

"Verkaaft de Sizzle, net de Steak", ass déi bewährte Approche fir Marketing. Et ass enorm Potential fir BCI fir Leit mat Gehir Dysfunktiounen ze profitéieren a fir als experimentell Approche ze verstoen fir ze verstoen wéi d'Gehir funktionnéiert, awer fir BCI als Konsumenteprodukt ze weisen dat eng drëtt "digital Superintelligence Layer" am Gehir liwwert ass onnéideg Hyperbole . Wëllt Dir Elektroden an Ärem Gehir stiechen, wann Dir de Schmerz, d'Risiken an d'Käschte vun der Operatioun berécksiichtegt, just fir Är $ 20 Computertastatur auszeginn? Déi meescht Leit kräischen sech an der Perspektiv Stécker ze hunn fir eng Wonn zouzemaachen. Wann Är Tastatur net klappt, kann en neien deen Dag drop op Är Veranda geliwwert ginn.

An d'Zukunft

BCI Technologie ass spannend an et huet e grousst Potenzial, besonnesch fir Kontrollen vun Protheesen. D'Neuralink Team bitt en industrielle Kraaftboost zu dësem Fuerschungsfeld. Mäin Zweck ass net ze kritiséieren, awer éischter d'Fakten kloer ze soen. Just wéi de Wright Brother säin éischte Fluch nëmmen 59 Sekonne war, sinn déi éischt Leeschtungen, déi an de Wäissbicher bericht goufen, nëmmen en Ufank.

Och Fuerschung an Entwécklung bei kommerziellen Entreprisen ginn normalerweis net verëffentlecht bis déi néideg Patenter geséchert sinn. Et ass méiglech datt d'Firma vu Musk méi erreecht huet wéi wat an dëse Wäissbicher opgedeckt gëtt. Déi verfügbar Daten verdéngen awer sou vill Opmierksamkeet wéi d'Dreem.

Nieft all techneschem Gespréich, Opreegung, Glitz an Ingenieur mat Silizium an Dënnfilm-Polymeren, hoffen ech datt wann ech d'Realitéite betruechten, déi an dëser Sich involvéiert sinn d'Wäertschätzung fir an Awe wat dat mënschlecht Gehir erreecht mat sengem Netzwierk vun zéng Milliarde Liewens Zellen - kommunizéiere mat Spuere vu Chemikalien a Blipse vun der Bioelektrizitéit, fir Fleesch ze denken.