Chiny budują przemysł interfejsów mózg-komputer

W dokumencie strategicznym opublikowanym w tym miesiącu Chiny zasygnalizowały swoje ambicje, by stać się światowym liderem w dziedzinie interfejsów mózgowo-komputerowych – tej samej technologii, którą rozwijają Neuralink Elona Muska i inne amerykańskie startupy.

Interfejsy mózg-komputer, czyli BCI, odczytują i dekodują aktywność neuronalną, aby przełożyć ją na polecenia. Ponieważ zapewniają bezpośrednie połączenie między mózgiem a urządzeniem zewnętrznym, takim jak komputer lub ramię robota, BCI mają ogromny potencjał jako urządzenia wspomagające dla osób z poważnymi niepełnosprawnościami fizycznymi.

W Stanach Zjednoczonych w ostatnich latach powstały firmy Neuralink , Synchron , Paradromics i inne, które komercjalizują interfejsy BCI. Obecnie Chiny szczycą się kilkoma rodzimymi firmami BCI, a ich rząd traktuje rozwój tej technologii priorytetowo.

Nowy dokument polityczny, którego wspólnymi autorami w lipcu było siedem departamentów chińskiego rządu — w tym Ministerstwo Przemysłu i Technologii Informacyjnych, Narodowa Komisja Zdrowia i Chińska Akademia Nauk — wyznacza plan działania, który umożliwi Chinom osiągnięcie przełomu w technologii interfejsu mózg-komputer do 2027 r. i zbudowanie branży konkurencyjnej na arenie międzynarodowej do 2030 r.

„Wiemy, że Chiny są silne w przekładaniu badań podstawowych na praktyczne zastosowania i komercjalizację. Widzieliśmy to w innych branżach, takich jak fotowoltaika i samochody elektryczne. Teraz BCI to kolejny obszar, w którym będzie to miało kluczowe znaczenie” – mówi Max Riesenhuber, profesor neurobiologii i współdyrektor Centrum Neuroinżynierii w Georgetown University Medical Center, który opublikował badania na temat rozwoju BCI w Chinach.

„Dokument w rzeczywistości przedstawia cały wachlarz działań niezbędnych do stania się liderem w dziedzinie BCI, nie tylko w zakresie badań, ale także w zakresie wprowadzenia tej technologii do głównego nurtu” – mówi.

Badania nad interfejsami BCI sięgają lat 70. XX wieku, ale przez dekady technologia ta była zbyt skomplikowana i zawodna, by znaleźć praktyczne zastosowanie. Neuralink i jego amerykańscy konkurenci dążą do udoskonalenia konstrukcji i działania wczesnych interfejsów BCI, aby tworzyć produkty użyteczne dla pacjentów.

Chiny rozpoczęły badania nad interfejsem BCI później, ale kraj szybko dogania Stany Zjednoczone. Kilka firm i instytucji badawczych w Chinach z powodzeniem przetestowało implanty BCI u pacjentów, wykazując, że osoby z paraliżem potrafią poruszać kursorem na ekranie komputera, obsługiwać ramię robota i pisać swoje myśli. W zeszłym roku chiński rząd opublikował wytyczne etyczne dotyczące stosowania interfejsów BCI. Teraz dokument strategiczny przedstawia plan przyspieszenia rozwoju tych urządzeń. Zawiera on 17 konkretnych kroków, które obejmują stworzenie lepszych chipów do przechwytywania sygnałów mózgowych, ulepszenie oprogramowania do dekodowania tych sygnałów, standaryzację technologii BCI oraz stworzenie możliwości produkcyjnych.

„Chiński rząd zawsze wspierał przełomowe technologie” – mówi Phoenix Peng, współzałożyciel i prezes NeuroXess, firmy z branży BCI z siedzibą w Szanghaju. „Myślę, że z punktu widzenia rządu ta polityka oznacza, że ​​technologia BCI przeszła już z poziomu koncepcji do poziomu produktu”.

Mówi, że NeuroXess wszczepił swoje urządzenie sześciu sparaliżowanym pacjentom. U trzech z nich urządzenie to umożliwiło precyzyjne odczytywanie mowy w języku chińskim. U pozostałych pacjentów umożliwiło sterowanie myślami za pomocą urządzeń cyfrowych.

Biorąc pod uwagę te i inne niedawne osiągnięcia, Peng uważa, że ​​można realistycznie założyć, iż przynajmniej jeden system BCI uzyska akceptację w Chinach do 2027 roku.

Minmin Luo, dyrektor Chińskiego Instytutu Badań Mózgu (CIBR) w Pekinie, zgadza się, że kraj jest na dobrej drodze do osiągnięcia celów wyznaczonych w nowym dokumencie politycznym. „To w zasadzie projekt inżynieryjny, z niezbyt ambitnymi celami. Już teraz pracuje nad nim tak wiele osób” – mówi.

Luo jest głównym naukowcem w NeuCyber ​​NeuroTech, spółce zależnej CBIR, która opracowała chip mózgowy wielkości monety o nazwie Beinao-1 i do tej pory wszczepiła go pięciu osobom. „W naszych badaniach klinicznych zaobserwowaliśmy doskonałe bezpieczeństwo i stabilność” – mówi.

Jak mówi Luo, sparaliżowani biorcy są teraz w stanie poruszać kursorem komputera i korzystać z aplikacji na smartfony. Zespół planuje wszczepić szóstemu pacjentowi implant do końca sierpnia.

„Uważamy, że w Chinach istnieje znaczne, niezaspokojone zapotrzebowanie na technologię wspomagającą BCI” – mówi. Szacuje, że co najmniej 1 do 2 milionów pacjentów w tym kraju mogłoby skorzystać z BCI w celach wspomagających i rehabilitacyjnych.

Oprócz tych zastosowań, dokument polityki określa inne zastosowania medyczne. Stwierdza się w nim, że interfejsy mózgowo-komórkowe (BCI) mogą być wykorzystywane do monitorowania i analizy aktywności mózgu w czasie rzeczywistym, aby potencjalnie zapobiegać lub zmniejszać ryzyko wystąpienia niektórych chorób mózgu. Popiera również zastosowania konsumenckie, takie jak monitorowanie czujności kierowców. W dokumencie stwierdzono, że noszony interfejs BCI mógłby generować wczesne alerty dotyczące senności, braku uwagi i spowolnionego czasu reakcji, pomagając zmniejszyć prawdopodobieństwo wypadków drogowych.

„Myślę, że nieinwazyjne produkty BCI zyskają ogromny potencjał rynkowy w Chinach, ponieważ Chiny są największym producentem elektroniki użytkowej” – mówi Peng.

Kilka amerykańskich firm, w tym Emotiv i Neurable, rozpoczęło sprzedaż konsumenckich urządzeń typu wearable, które wykorzystują elektroencefalografię (EEG) do rejestrowania fal mózgowych przez skórę głowy. Urządzenia te są jednak nadal drogie i nie zyskały jeszcze szerszej popularności.

Tymczasem chiński dokument programowy promuje masową produkcję urządzeń nieimplantacyjnych w różnych formach – na czole, na głowie, na uszach, w słuchawkach dousznych, a także hełmach, okularach i słuchawkach. Proponuje również pilotażowe wdrożenie interfejsów mózg-komputer (BCI) w niektórych branżach w celu zarządzania bezpieczeństwem, takich jak transport materiałów niebezpiecznych, energetyka jądrowa, górnictwo i energetyka. Dokument sugeruje, że interfejs-komputer mógłby zapewniać wczesne ostrzeganie o zdarzeniach w miejscu pracy, takich jak niski poziom tlenu, zatrucia i omdlenia.

Chociaż nowe wytyczne polityczne nasilają chińsko-amerykańską rywalizację w obszarze interfejsów danych i komunikacji (BCI), Peng dostrzega przestrzeń dla międzynarodowej współpracy przedsiębiorców. „Możemy współpracować jako społeczeństwo, aby stworzyć coś dla pacjentów, ponieważ desperacko potrzebują tej technologii, aby zapewnić sobie lepsze życie” – mówi. „Nie chcemy angażować się w żadne kwestie geopolityczne. Chcemy po prostu stworzyć coś pożytecznego dla pacjentów”.