Ochii bionici - de la ARGUS la NEURALINK

ARGUS - o invenţie americană care a redat vederea a câtorva sute de persoane, ca în final să se trezească în beznă....definitiv 

Din păcate, realitatea şi funcţiile anatomice umane nu corespund filmelor, romanelor şi jocurilor video SF. 

Dar încă de la începutul secolului 21 a existat o soluţie doar pentru persoanele care suferă de retinită pigmentară. 

Aceasta presupunea nişte ochelari cu ochi bionici, implantaţi chirurgical în spatele retinei şi se numea Argus. 

O persoană nevăzătoare purtătoare de implant Argus în ochiul stâng, pe nume Barbara Campbell, se plimba printr-o staţie de metrou din New York City în timpul orelor de vârf în 2013.

Ea nu vedea în totalitate, dar putea să distingă lumina şi formele cu ajutorul ochiului bionic..  

Dintr-o dată, lumea ei s-a întunecat brusc. Timp de patru ani, Campbell a folosit un implant de înaltă tehnologie în ochiul ei stâng, care i-a oferit un fel de vedere bionică la nivel mai înapoiat în comparaţie cu cele din filmele SF, compensând parţial boala genetică care a lăsat-o complet oarbă la 30 de ani. „Îmi amintesc exact unde eram: treceam de la trenul 6 la trenul F”, spune Campbell pentru IEEE Spectrum . „Eram pe cale să cobor scările şi dintr-o dată am auzit un mic sunet „bip, bip, bip”.

Nu era bateria telefonului ei terminată. A fost sistemul ei de implant retinian Argus II  care s-a oprit definitiv. Petele de lumină şi întuneric pe care ea reuşise să le vadă şi să le distingă cu ajutorul implantului au dispărut. Ochiul ei bionic n-a  mai putut fi reparat,  iar acum este forţată să trăiască pentru tot restul vieţii cu un implant defect în ochiul stâng. În timp ce a vorbit cu medicii săi despre îndepărtarea implantului, ea a decis în cele din urmă că riscurile unei alte operaţii nu meritau.

Terry Byland este singura persoană care a primit acest tip de implant la ambii ochi. El a primit implantul Argus I de prima generaţie, realizat de compania Second Sight Medical Products, în ochiul drept în 2004, iar ulterior implantul Argus II în ochiul stâng 11 ani mai târziu. El a ajutat compania să testeze tehnologia, a vorbit în mod emoţionant presei despre experienţele sale şi chiar l-a întâlnit pe Stevie Wonder la o conferinţă. „[Eu] am trecut de la a fi doar o persoană care făcea testele la a fi purtător de cuvânt”, îşi aminteşte el.

Cu toate acestea, în 2020, Byland a trebuit să afle că producătorul a abandonat tehnologia şi era pe punctul de a da faliment. În timp ce sistemul său cu două implanturi încă funcţionează, el nu ştie cât timp va mai fi aşa. „Sunt înnebunit. Pentru că nu există nicio modalitate de a o repara”.

Ross Doerr, un alt pacient de la Second Sight: „Este o tehnologie fantastică şi o companie proastă”, spune el. El a primit un implant într-un ochi în 2019 şi îşi aminteşte că a văzut luminile strălucitoare ale pomilor de Crăciun pe timp de iarnă. A fost încântat să afle la începutul lui 2020 că era eligibil pentru upgrade-uri de software care i-ar putea îmbunătăţi şi mai mult vederea. Cu toate acestea, în primele luni ale pandemiei de COVID-19, a auzit zvonuri tulburătoare despre companie şi a sunat la  Second Sight. Operatoarea i-a transmis : „Ei bine, este amuzant că ar trebui să suni. Toţi am fost disponibilizaţi'”, îşi aminteşte el. „ Ea a  mai spus: „Apropo, nu mai primeşti upgrade-uri”.  

Aceşti trei pacienţi şi alţi peste 350 de nevăzători din întreaga lume cu implanturi Second Sight în ochi, se trezesc într-o lume în care tehnologia care le-a transformat viaţa că este doar un alt gadget învechit. Un sughiţ tehnic, un fir rupt şi îşi pierd vederea artificială, posibil pentru totdeauna. Pentru a adăuga sare pe rană: un sistem Argus defect în ochi poate provoca complicaţii medicale sau poate interfera cu proceduri precum scanările RMN şi ar putea fi dureros sau costisitor de îndepărtat.

După ce Second Sight a întrerupt producţia de implant retinian în 2019 şi aproape că şi-a încetat activitatea în 2020, compania a promis să se concentreze asupra studiului său clinic în curs de desfăşurare a unui implant cerebral, numit Orion, care să ofere  vedere artificială. Dar preţul acţiunilor sale a scăzut la aproximativ 1,50 dolari, iar în februarie 2022,  compania a anunţat o propunere de fuziune cu o companie biofarmaceutică în stadiu incipient numită Nano Precision Medical.(NPM). Niciunul dintre directorii Second Sight nu va face parte din echipa de conducere a noii companii, care se va concentra pe dezvoltarea noului implant NPM pentru livrarea de medicamente. 

Second Sight a început cu un fulger de lumină. În 1991, Robert Greenberg , un inginer electrician devenit student la medicină, stătea într-o sală de operaţie privind cum un chirurg retinian introducea un fir mic în ochiul unui pacient orb, care era treaz şi sub anestezie locală.

Când firul a atins retina pacientului şi a eliberat o zguduire minusculă de curent electric, bărbatul a raportat o pată de lumină în câmpul său vizual de culoare neagră.

Chirurgul a introdus un al doilea fir, iar bărbatul a văzut două puncte de lumină. „Dacă poţi crea două pâlpâiri, mi s-a părut evident că poţi face o mulţime de pâlpâiri de lumină şi poţi crea imagini”, a spus Greenberg într-un interviu din 2011 pentru un articol Spectrum . „Trebuia doar să construim un dispozitiv”.

Argus a fost iniţial o poveste de succes

Peste 350 de persoane din întreaga lume au deja un ochi bionic, denumit  Argus II de la firma americană Second Sight.

Versiunea iniţială a fost montată pentru prima dată pe un pacient încă din 2011.

Sistemul Argus II constă din mai mult decât un implant, care este implantat chirurgical într-o procedură care dura aproximativ 4 ore.

Utilizatorul purta ochelari speciali echipaţi cu o cameră mică care trimitea semnale video pe un fir către o unitate de procesare video (VPU), de obicei ataşată la cureaua utilizatorului.

VPU reduce imaginile la modele de 60 de pixeli de culoare alb-negru şi le trimite înapoi la un transmiţător din ochelari, care emitea şi recepta semnale fără fir către o antenă din exteriorul ochiului. De acolo, semnalul ajunge la matricea de 60 de electrozi ataşată la retina pacientului.

Electrozii stimulau ochiul în modele diferite de mai multe ori pe secundă, creând sclipiri de lumină care corespund fluxului video cu rezoluţie scăzută. În esenţă, electrozii iau locul celulelor fotoreceptoare într-un ochi sănătos care răspund la lumină şi trimit informaţii prin nervul optic către creier.

Vedere normală e puţin spus. Nu e ca în povestea în care Iisus l-a vindecat în totalitate pe cerşetor de orbire, încât să distingă formele, fiinţele, mişcarea, culorile, lumina, adică i-a fost redată vederea normală. 

Pacienţii şi medicii subliniază deopotrivă că Argus II oferea un fel de vedere artificială. Utilizatorii de Argus II percepeau nuanţe de gri care apăreau şi dispăreau pe măsură ce îşi mişcau capetele. „A fost prima de acest gen, a fost o tehnologie în curs de dezvoltare”, a spus Greenberg pentru Spectrum într-un interviu recent. „Ne-am întrebat foarte mult: ce este suficient de bun? Nu există nicio îndoială că a fost foarte necoaptă tehnologia”. În declaraţia sa trimisă prin e-mail, Second Sight  transmitea că majoritatea pacienţilor au văzut suficient de bine pentru a ajuta la sistemul locomotor de bază.

Dar compania recunoaşte că rezultatele au variat. În timp ce unii pacienţi puteau distinge dungile albe ale unei treceri de pietoni pe un drum întunecat sau strălucirea unei feţe întoarse spre ei, alţii s-au străduit să vadă chiar şi modele şi forme de bază. Totuşi, pentru mulţi, a meritat. 

Jeroen Perk, care locuieşte în Olanda, şi-a pierdut aproape complet vederea până la vârsta de 19 ani. În 2013, la vârsta de 36 de ani, Perk a devenit unul dintre cei mai tineri oameni care au primit un Argus II. A fost o poveste de succes: în doar câţiva ani, Perk a fost prezentat în videoclipurile Second Sight  cum schia şi trăgea cu săgeţi .

Second Sight a continuat să lucreze la un nou produs numit Orion. Acesta este un implant cerebral, iar compania spune că are ca obiectiv ca Orion să poată trata aproape toate formele de orbire. 

Una dintre problemele actuale este costul ridicat al tehnologiei, care le face "accesibile pentru foarte puţini oameni".

Argus II, de exemplu, costa aproximativ 150.000 de dolari, excluzând costul operaţiei de implantare şi instruirea persoanei pentru a învăţa să folosească dispozitivul.

Producţia şi dezvoltarea protezei au fost întrerupte în 2020. 

Argus II este special conceput pentru a trata persoanele cu retinită pigmentară. 

96% dintre subiecţi au fost mai capabili să identifice un pătrat alb pe un ecran negru; 57% au fost mai capabili să determine direcţia în care o bară albă se mişcă pe un ecran negru de computer. Cu dispozitivul pornit, aproximativ 60% au reuşit să meargă cu precizie la o uşă aflată la 20 de metri distanţă. 

În următorul clip este o persoană nevăzătoare care beneficiază de această aparatură din 2017. 

Au fost însă înregistrate nouă efecte adverse grave, inclusiv presiune intraoculară mai mică decât cea normală, eroziunea conjunctivei, redeschiderea plăgii chirurgicale, inflamaţie în interiorul ochiului şi dezlipiri de retină, infecţie bacteriană de la cablurile implantate care conectează implantul la procesorul de semnal. 

Argus II a primit aprobarea pentru utilizare comercială în Uniunea Europeană din martie 2011.

În februarie 2013, FDA a aprobat Argus II, autorizând utilizarea lui pentru până la 4.000 de persoane în SUA pe an. 

Din păcate, din 2020, Second Sight a încetat să ofere suport tehnic pentru Argus şi pentru Argus II, dar şi pentru implantul cerebral, Orion.

O investigaţie a IEEE Spectrum a arătat că utilizatorii riscă sau au experimentat deja o revenire la orbire totală, iar compania producătoare a dat faliment. 

În februarie 2020, directorul principal al cercetării şi dezvoltării implanturilor a părăsit compania, urmat rapid de CEO-ul acesteia.

La 30 martie, Second Sight şi-a concediat majoritatea angajaţilor rămaşi şi şi-a anunţat „ intenţia de a înceta operaţiunile ”, invocând impactul pandemiei de COVID-19 asupra capacităţii sale de a asigura finanţare.

În câteva săptămâni, majoritatea activelor sale fizice – inclusiv echipamente de producţie, instrumente ştiinţifice, laptopuri şi rafturi – au fost scoase la vânzare la licitaţie .

Tehnologia ARGUS s-a dovedit un eşec din cauza că nu oferea o vedere optimă, dar mai ales, nu a avut suport pe termen îndelungat care să-l asigure utilzatorilor. 

Phoenix 99 - o invenţie australiană care promite că va crea o piaţă în valoare de 426 milioane de dolari până în 2028

Dar Phoenix 99 încă este în fază de testare. Prima oară a fost testat pe o turmă de oi şi s-a dovedit de succes, transmite BBC. 

Phoenix 99, o invenţie australiană, este conectat wireless la o mică cameră video ataşată la o pereche de ochelari şi funcţionează prin stimularea retinei utilizatorului.

Retina este stratul de celule sensibile la lumină din partea din spate a ochiului care transformă lumina în mesaje electrice, trimise la creier prin intermediul nervului optic şi procesate în ceea ce vedem.

Dispozitivul Phoenix 99 este capabil să ocolească celulele defecte ale retinei şi să le "activeze" pe cele care încă mai pot funcţiona.

Potrivit Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii, cel puţin 2,2 miliarde de persoane din întreaga lume suferă de o formă de deficienţă de vedere, de la un nivel uşor până la orbire totală. OMS afirmă că impactul financiar  al pierderii de productivitate este de peste 25 de miliarde de dolari  pe an pentru economia mondială.

Utilizarea sistemelor de ochi bionici pentru a ajuta la tratarea orbirii este o industrie care se află încă la început, dar, având în vedere că evoluţiile tehnologice avansează rapid, un raport estimează că acest sector va valora 426 de milioane de dolari până în 2028.

Elon Musk crede că implantul Neuralink va face orbirea de domeniul trecutului 

Cipul de creier îmbunătăţit de la Neuralink ar putea ajuta persoanele nevăzătoare să vadă şi pe cei paralizaţi să meargă. Sună ca un miracol înfăptuit de Iisus Christos acum două milenii, dar aici este vorba doar de tehnologie. 

Cea mai recentă versiune a cipului N1 al companiei este destinată să fie implantată în creier, transmite CNET. 

Neuralink, startup-ul pe care Elon Musk a ajutat-o ​​să-şi conecteze creierul direct la computere, a arătat cât de multe progrese a făcut de la momentul maimuţei „MindPong” din 2021 care s-a putut juca Pong.

Musk şi câţiva cercetători au explicat cum cea mai recentă versiune a cipului cerebral implantabil al companiei ar putea ajuta orbii să „vadă” sau să restabilească abilităţile de mişcare celor cu leziuni ale măduvei spinării.

Compania, una dintre cele cinci pe care le conduce Musk, lucrează la o tehnologie care să arunce mii de electrozi mai subţiri decât un fir de păr în suprafaţa exterioară a creierului uman. Fiecare electrod este un fir minuscul conectat la un pachet de cip alimentat cu baterie, reîncărcat de la distanţă,  care este încorporat într-un loc care a ţinut cândva un cerc de craniu. Cipul, numit N1, comunică fără fir cu lumea exterioară.

Tehnologia este încă departe de utilizările medicale iniţiale, cu atât mai puţin de obiectivul final a lui Musk de a folosi Neuralink pentru a petrece timp cu o Inteligenţă Artificială. Dar compania face progrese semnificative, inclusiv depunând o cerere la Food and Drug Administration pentru a începe studiile pe oameni pe care speră să le înceapă în decurs de şase luni, a declarat compania. 

„Scopul nostru va fi să aprindem luminile pentru cineva care a petrecut zeci de ani trăind în întuneric”, a spus cercetătorul Neuralink Dan Adams, care lucrează la efortul de a reambala datele camerei într-un format compatibil cu creierul şi de a le direcţiona direct către cortexul vizual. 

Musk are ceva credinţă când vine vorba de tehnologia revoluţionară. Compania sa de vehicule electrice Tesla a revoluţionat industria auto, iar SpaceX lărgeşte accesul la călătoriile spaţiale cu rachete reutilizabile.

Reputaţia sa de geniu tehnologic a primit totuşi o bătaie, odată cu  haosul pricinuit de achiziţionarea platformei Twitter  în valoare de 44 de miliarde de dolari.

Musk's Boring Company, care îşi propune să modernizeze transportul auto cu tuneluri, nu şi-a îndeplinit încă promisiunile  .

Neuralink nu pare mai uşor decât reţelele sociale. Conectarea hardware-ului computerului la wetware vine cu provocări tehnice, de reglementare şi etice enorme.

A ajuta oamenii orbi să vadă este un lucru, dar un flux digital direct în creierul nostru ar putea să nu-i ajute pe cei care petrec deja prea mult timp pe telefoane. 

Anterior, Neuralink a arătat cum electrozii săi pot asculta activitatea creierului. Prin captarea semnalelor creierului de la o maimuţă numită Pager care juca clasicul joc video Pong, computerele Neuralink au învăţat să interpreteze semnalele de control motor. Mai târziu, doar semnalele creierului maimuţei puteau controla jocul.

La evenimentul „show and tell” al Neuralink , conceput pentru a recruta noi talente, compania a arătat un nou truc: o maimuţă pe nume Sake şi-a folosit mintea pentru a urma instrucţiunile şi a tasta pe o tastatură virtuală. Implanturile se încarcă fără fir, maimuţele fiind convinse de un smoothie de fructe să stea sub un încărcător încorporat într-o ramură imediat deasupra capetelor lor.

Dar cele mai mari evoluţii au folosit aceiaşi electrozi pentru a trimite semnale înapoi către neuronii care formează creierul şi sistemul nervos.

Un experiment a folosit electrozi în măduva spinării unui porc pentru a controla diferite mişcări ale picioarelor, o tehnologie care ar putea duce în cele din urmă la ajutarea persoanelor cu tetraplegie să meargă sau să-şi folosească mâinile. Abordarea lui Neuralink presupune nu doar interceptarea comenzilor de mişcare ale creierului şi deviaţia lor către picioare, ci şi captare a semnalelor senzoriale de la  extremităţi şi trimiterea lor înapoi la creier, astfel încât creierul să ştie ce se întâmplă.

O diagramă a unei conexiuni Neuralink între creierul unei persoane şi măduva spinării pe care era implantat Neuralink a făcut progrese în direcţia obiectivului său de a folosi cipul său N1 pentru a intercepta semnalele din creier şi apoi a le direcţiona pe lângă leziunile măduvei spinării, astfel încât persoanele care sunt paralizate să poată să se deplaseze din nou.

„Avem mult de lucru pentru a realiza această viziune completă, dar sper că puteţi vedea cum toate piesele sunt acolo pentru a realiza acest lucru”, a spus Joey O'Doherty, un cercetător care lucrează la tehnologia de control al motorului Neuralink.

Un alt experiment a alimentat datele vizuale capturate cu o cameră în cortexul vizual al unei maimuţe, arătându-le bliţuri virtuale interpretate de maimuţa ca fiind în diferite locuri. Aceasta este tehnologia pe care Neuralink speră că va duce la realizarea primei proteze vizuale pentru persoanele nevăzătoare.

Tehnologia Neuralink de prima generaţie foloseşte 1.024 de electrozi, dar Neuralink a prezentat modele de ultimă generaţie cu peste 16.000 de electrozi. Atât de multe detalii ar îmbunătăţi dramatic fidelitatea imaginii pe care o poate vedea o persoană oarbă, a spus Adams.

„Dacă ai pune un dispozitiv pe ambele părţi ale cortexului tău vizual, asta ţi-ar oferi 32.000 de puncte de lumină pentru a simula o imagine în  creierul unei persoane nevăzătoare”, a spus Adams.

O altă aplicaţie Neuralink permite persoanelor care sunt paralizate să-şi folosească implanturile pentru a tasta cu ajutorul creierului, ca şi cum ar face-o pe cale telepatică. 

„Suntem încrezători că cineva care practic nu are altă interfaţă cu lumea exterioară ar putea să-şi controleze telefonul mai bine decât cu mâinile”, a spus Musk.

Elon Musk este încrezător că tehnologia sa va avea succes şi îşi va implanta chiar şi el un cip în creier când va fi finalizat, potrivit  CNBC. 

IEEE Spectrum avertizează în privinţa implanturilor 

Implanturile neuronale, dispozitive care interacţionează cu sistemul nervos uman, fie la periferia acestuia, fie în creier, fac parte dintr-o categorie de medicamente numite uneori electroceutice.

Unele tehnologii sunt bine stabilite, cum ar fi stimulatorii creierului profund care reduc tremorul la persoanele cu boala Parkinson.

Dar progresele recente în neuroştiinţă şi tehnologia digitală au declanşat o goană a aurului , cu investiţiile uriaşe reprezentate de compania de implanturi cerebrale a lui Elon Musk, Neuralink.

Unele companii vorbesc despre inversarea depresiei, tratarea bolii Alzheimer, restabilirea mobilităţii sau chiar vindecarea cancerului. 

Nu toate aceste companii vor reuşi, iar Second Sight, cu sediul în Los Angeles, oferă o poveste de avertizare pentru antreprenorii îndrăzneţi interesaţi de tehnologia ochilor bionici.

Ce se întâmplă atunci când implanturile de ultimă oră eşuează sau pur şi simplu dispar ca telefoanele cu flip şi Betamax de ieri? Şi mai rău, ce se întâmplă dacă companiile din spatele lor pleacă? 

Ce s-ar putea întâmpla în cazul unui impuls electromagnetic produs de o furtună solară sau de un război electronic sau în cazul unui atac cibernetic?