Kappløp om hjerneimplantat – ett settes inn via blodårene

– Det har forandret livet mitt.

I en video publisert av Neuralink lyser Noland Arbaugh av begeistring. Den 29 år gamle amerikaneren ble lam fra nakken og ned i en dykkeulykke for åtte år siden. Han mistet all bevegelighet, men nå kan han likevel spille nettsjakk og dataspill uten store problemer, sier han.

I januar ble Noland nemlig den første personen som fikk implantert Elon Musks mye omtalte Neuralink-brikke i hjernen. Brikken er på størrelse med en mynt og registrerer nerveaktiviteten der den settes inn i hjernen.

I videoen, som ble publisert i mars, forteller han om hva Neuralink har betydd for ham så langt – samtidig som han spiller et parti sjakk på nett uten bruk av hendene. Han flytter datamusen rundt på skjermen ganske enkelt ved å tenke at han beveger musen i hånden og trykker på den.

Det er dette Neuralink kan, selv om de verken er alene eller først med denne teknologien. Hjernebrikker som kan la folk kontrollere en datamus med bare hjernen har lenge vært en realitet på eksperimentell basis.

Men kappløpet om å få en slik enhet på markedet er i full gang. I spissen står Neuralink med Musk og Australian Synchron, med investeringer fra blant andre Jeff Bezos og Bill Gates.

Opereres inn av robot

Det som i dagligtale gjerne kalles en hjernebrikke, faller inn under det litt bredere fagbegrepet brain-computer interface (BCI). Dette dekker databaserte systemer som registrerer nerveaktivitet i hjernen og oversetter det til en utgang – for eksempel bevegelse av musen på en skjerm eller bevegelse av et eksoskjelett, som er et skjelett på utsiden av kroppen.

I Neuralinks tilfelle registreres hjerneaktivitet av en enhet som er implantert i den delen av hjernen som styrer motorikken. Enheten som settes inn i hjernen, kalles N1 og er helt trådløs.

N1 sender data om nerveaktiviteten til et program som omsetter den registrerte hjerneaktiviteten til handling. Den andre halvparten av Neuralink-teknologien er R1, den kirurgiske roboten deres. N1-implantatet består av 1024 elektroder fordelt på 64 tråder som skal opereres nøyaktig inn i hjernen. Disse trådene er så tynne at et menneske ikke kan utføre operasjonen, og derfor er R1 en vesentlig del av produktet.

Operasjonen tok rundt to timer, sier Noland Arbaugh i en video på X. Her forklarer han også at det er forskjell på å forestille seg at man vil bevege en del av kroppen og å prøve å bevege denne delen.

Først når du prøver å bevege deg, er det aktivitet i den delen av hjernen som implantatet registrerer. Det er vanskelig å forklare forskjellen for folk som ikke har følt det, sier han.

Nettverk av elektroder i blodårene i hjernen

En stor konkurrent til Neuralink er Synchron, som allerede i 2019 gjennomførte kliniske tester på mennesker. Med Synchron er hjernekirurgi ikke nødvendig. Strategien deres er å kle innsiden av en blodåre i hjernen med et tynt nett av elektroder, en stent.

Det gjøres ikke via et inngrep i kraniet, men ved en kateteroperasjon, hvor man går inn i halsvenen og fører en ledning til rett sted i hjernen. Her settes elektrodenettet opp. Den andre enden av ledningen føres fra halsvenen under huden og ender i en elektronisk enhet som sitter på utsiden av brystet.

Elektrodene i blodåren registrerer nerveaktiviteten i den motoriske delen av hjernen, og disse dataene sendes ned til resten av enheten, som altså sitter på brystet. Herfra sendes data trådløst til en datamaskin, som omsetter signalene til ønsket handling, for eksempel bruk av datamus, akkurat som med Neuralink.

– Signalet deres er ikke like godt som det vil være fra en implantert brikke, men det er godt nok til formålet, forklarer Benjamin Svejgaard, som er lege og doktorgradsstudent ved Aalborg Universitetssykehus.

Danske forskere som Benjamin Svejgaard tar for seg ikke-invasive BCI-er, altså hjernebrikker som ikke settes inn i hjernen, men som måler nervesignalene utenfor hodet med den velkjente EEG-teknologien (elektroencefalografi). Her settes elektroder midlertidig utenpå hodeskallen for å måle hjerneaktivitet.

Forskerne er med på å forbedre BCI-teknologien med sitt prisbelønte BCI-STAR-prosjekt ved Aalborg Universitetssykehus. Her er målet å gjenskape nerveforbindelser og forbedre fysisk bevegelse hos pasienter med slaglammelse. Ved å gi støt tilbake til armen når hjernen prøver å bevege en hånd med lammelse, kan man sende et suksesssignal til hjernen. Dermed tror den at bevegelsen var vellykket, og dette forbedrer nerveforbindelsene.

Hvis Svejgaard måtte velge mellom Neuralink og Synchron, ville det avhenge av omstendighetene, sier han:

– Hvis jeg havnet i en trafikkulykke i morgen og ble lam fra nakken og ned, ville jeg nok foretrukket en Neuralink-brikke fordi den har en bedre signal-til-støy-ratio. Men hvis jeg skal bruke det som et hjelpemiddel jeg ikke er helt avhengig av, foretrekker jeg en Synchron-elektrode fordi man ikke trenger å gå inn i hjernen og rote. Så jeg ser en fremtid der begge modellene kan være relevante for pasienter.

Prosessorkraft og maskinlæring

Selv om Neuralink og Synchron for tiden er de største kommersielle aktørene, er de ikke de første til å sette inn brikker i menneskehjerner. Allerede i 1996 ble den første BCI-en implantert i hjernen til en kvinne med ALS.

Hun ble i stand til å velge mellom to muligheter og til å aktivere en kontakt med tankekraft. Siden har andre pasienter kunnet flytte en mus – lenge før Noland Arbaugh.

– Det Neuralink oppnår nå i 2024, var også mulig for 20 år siden, sier Svejgaard.

– Verken Neuralink eller Synchron er helt banebrytende, men det nye er at det er så stor interesse i mediene og at det ligger enorme investeringer bak teknologien.

Og det betyr at utviklingen av teknologi går mye raskere nå enn for 20 år siden, sier han.

– Publikum har blitt klar over at dette eksisterer, og det skaper et behov fra pasientorganisasjoner og tech-entusiaster for å få teknologien på markedet. Det behovet oppdager næringslivet.

Samtidig har det skjedd mye innen prosessorkraft og maskinlæring, sier han. Derfor kan du nå lage BCI-er som er billige nok til at det kan betale seg å selge dem.

Cyborgens tidsalder

Det er fortsatt mange år til produktene er klare for utrulling. Forsøket med Noland forventes å ta seks år.

Så langt har BCI vist sitt potensial til å gi pasienter med lammelse muligheten til å bevege en mus, en robotarm eller snakke via en avatar. Neuralink jobber også med en «synsbrikke» som skal kunne gjenskape synet for blinde.

I en Ted Talk ser Synchrons administrerende direktør Thomas Oxley for seg at teknologien vil kunne hjelpe pasienter med demens, epilepsi og depresjon. Han fantaserer også om en fremtid der msn kan utelate ord og i stedet kortvarig overføre følelser til hverandre for å la andre få vite hvordan man har det.

Elon Musk har snakket mye om et fremtidig KI-menneske: En symbiose mellom det biologiske sinnet og et digitalt sinn, hvor du ikke begrenses av den analoge langsomheten ved å måtte bevege fingrene for å samhandle med den digitale verden.

Svejgaard nøler med å spå om fremtiden, men gir oss likevel en idé om hvordan de neste tiårene kan se ut for BCI-er:

– Jeg tror at om fem til ti år vil det være normalt for meg som lege å se pasienter som har en BCI-brikke i hjernen. Jeg tror også det kanskje går 20 år før du og jeg kan gå og kjøpe en brikke bare fordi vi ønsker å kunne surfe på nettet med tankekraft.

Artikkelen ble først publisert på Ingeniøren for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for abonnenter av Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.