China bouwt een hersen-computerinterface-industrie

In een deze maand gepubliceerd beleidsdocument heeft China de ambitie uitgesproken om wereldleider te worden op het gebied van hersen-computerinterfaces , dezelfde technologie die Neuralink van Elon Musk en andere Amerikaanse startups ontwikkelen.

Brain-computerinterfaces, of BCI's, lezen en decoderen neurale activiteit om deze te vertalen naar commando's. Omdat ze een directe verbinding vormen tussen de hersenen en een extern apparaat, zoals een computer of robotarm, hebben BCI's een enorm potentieel als hulpmiddel voor mensen met ernstige lichamelijke beperkingen.

In de VS zijn de afgelopen jaren Neuralink , Synchron , Paradromics en andere bedrijven ontstaan ​​die BCI's commercialiseren. Nu heeft China verschillende binnenlandse BCI-bedrijven en maakt de Chinese overheid prioriteit aan de ontwikkeling van de technologie.

Het nieuwe beleidsdocument, dat in juli gezamenlijk werd opgesteld door zeven departementen binnen de Chinese overheid, waaronder het Ministerie van Industrie en Informatietechnologie, de Nationale Gezondheidscommissie en de Chinese Academie van Wetenschappen, schetst een stappenplan voor China om vóór 2027 doorbraken in BCI-technologie te realiseren en vóór 2030 een internationaal concurrerende industrie op te bouwen.

"We weten dat China sterk is in het vertalen van fundamenteel onderzoek naar praktische toepassingen en commercialisering. We hebben dat gezien in andere sectoren, zoals de zonne-energiesector en de elektrische autosector. BCI is nu een ander gebied waar dat cruciaal zal zijn", zegt Max Riesenhuber, hoogleraar neurowetenschappen en mededirecteur van het Center for Neuroengineering aan het Georgetown University Medical Center, die onderzoek heeft gepubliceerd over de ontwikkelingen op het gebied van BCI in China.

"Het document beschrijft de hele paraplu van activiteiten die nodig zijn om een ​​leider te worden in BCI, niet alleen op het gebied van onderzoek, maar ook om het daadwerkelijk in de mainstream te brengen", zegt hij.

Onderzoek naar BCI's gaat terug tot de jaren 70, maar decennialang was de technologie te omslachtig en onbetrouwbaar voor praktische toepassingen. Neuralink en zijn Amerikaanse concurrenten streven er allemaal naar om het ontwerp en de prestaties van de eerste BCI's te verbeteren om nuttige producten voor patiënten te maken.

China's stap in BCI-onderzoek kwam later, maar het land loopt de VS snel in. Verschillende bedrijven en onderzoeksinstellingen in China hebben met succes BCI-implantaten getest bij patiënten, waaruit blijkt dat mensen met een verlamming een cursor op een computerscherm kunnen bewegen, een robotarm kunnen bedienen en hun gedachten kunnen uittypen. Vorig jaar publiceerde de Chinese overheid ethische richtlijnen voor het gebruik van BCI's. Nu bevat het beleidsdocument een stappenplan voor het versnellen van de ontwikkeling van deze apparaten. Het schetst 17 specifieke stappen, waaronder het ontwikkelen van betere chips om hersensignalen op te vangen, het verbeteren van software om die signalen te decoderen, het standaardiseren van BCI-technologie en het creëren van productiecapaciteit.

"De Chinese overheid heeft altijd disruptieve technologieën gesteund", zegt Phoenix Peng, medeoprichter en CEO van NeuroXess, een BCI-bedrijf gevestigd in Shanghai. "Ik denk dat dit beleid vanuit het oogpunt van de overheid betekent dat BCI-technologie al van concept naar productniveau is gegaan."

Hij zegt dat NeuroXess zijn apparaat bij zes verlamde patiënten heeft geïmplanteerd. Bij drie van die patiënten werd het gebruikt om Chinese spraak nauwkeurig te decoderen. Bij de anderen maakte het gedachtencontrole over digitale apparaten mogelijk.

Gezien deze en andere recente mijlpalen is het volgens Peng realistisch om te verwachten dat er in 2027 minstens één BCI-systeem in China zal worden goedgekeurd.

Minmin Luo, directeur van het Chinese Instituut voor Hersenonderzoek (CIBR) in Peking, is het ermee eens dat het land goed op weg is om de doelen van het nieuwe beleidsdocument te halen. "Het is in wezen een technisch project, met niet zo ambitieuze doelen. Er werken al zoveel mensen aan", zegt hij.

Luo is hoofdwetenschapper bij NeuCyber ​​NeuroTech, een spin-off van CBIR, dat een hersenchip ter grootte van een munt heeft ontwikkeld, genaamd Beinao-1, en deze tot nu toe bij vijf mensen heeft geïmplanteerd. "We hebben uitstekende veiligheid en stabiliteit waargenomen tijdens onze klinische beoordelingen", zegt hij.

De ontvangers, die verlamd zijn, kunnen nu een computercursor bewegen en navigeren naar smartphone-apps, zegt Luo. Het team is van plan om eind augustus een zesde patiënt te implanteren.

"Wij geloven dat er in China een aanzienlijke onvervulde behoefte is aan ondersteunende BCI-technologie", zegt hij. Hij schat dat minstens 1 tot 2 miljoen patiënten in het land baat zouden kunnen hebben bij BCI's voor ondersteunende en revalidatiedoeleinden.

Naast deze toepassingen beschrijft het beleidsdocument ook andere medische toepassingen. Het stelt dat BCI's gebruikt kunnen worden om hersenactiviteit in realtime te monitoren en analyseren om mogelijk bepaalde hersenziekten te voorkomen of het risico erop te verminderen. Het ondersteunt ook consumententoepassingen, zoals het monitoren van de alertheid van bestuurders. Het document stelt dat een draagbare BCI tijdige waarschuwingen kan geven bij slaperigheid, aandachtsverlies en trage reactietijden, waardoor de kans op verkeersongevallen afneemt.

"Ik denk dat niet-invasieve BCI-producten een enorme impuls zullen krijgen op de Chinese markt, omdat China het grootste land is dat consumentenelektronica produceert", aldus Peng.

Een paar Amerikaanse bedrijven, waaronder Emotiv en Neurable, zijn begonnen met de verkoop van draagbare apparaten voor consumenten die gebruikmaken van elektro-encefalografie (EEG) om hersengolven via de hoofdhuid te registreren. Maar de apparaten zijn nog steeds duur en hebben nog geen brede toepassing gevonden.

Het Chinese beleidsdocument promoot ondertussen de massaproductie van niet-implanteerbare apparaten in verschillende vormen: voorhoofd-, hoofd- en oorbevestigingen, oordopjes, helmen, brillen en koptelefoons. Het stelt ook voor om BCI's te testen in bepaalde sectoren voor veiligheidsmanagement, zoals de omgang met gevaarlijke stoffen, kernenergie, mijnbouw en elektriciteit. Het document suggereert dat BCI's vroegtijdig kunnen waarschuwen voor gebeurtenissen op de werkplek, zoals een laag zuurstofgehalte, vergiftiging en flauwvallen.

Hoewel de nieuwe beleidsrichtlijnen een rivaliteit tussen China en de VS in de BCI-sector creëren, ziet Peng ruimte voor samenwerking tussen ondernemers over de hele wereld. "We kunnen als samenleving samenwerken om iets voor de patiënten te creëren, want ze willen deze technologie graag een beter leven geven", zegt hij. "We willen ons niet bemoeien met geopolitieke kwesties. We willen gewoon iets nuttigs voor patiënten creëren."