Anapus skalpelio: kaip „Gestala“ naudoja ultragarsą smegenų ir kompiuterio sąsajai perkurti

Lenktynėse siekiant tiesiogiai sujungti žmogaus protą su skaitmenine infrastruktūra ilgą laiką dominavo aukštųjų technologijų implanto įvaizdis. Nuo Elono Musko „Neuralink“ iki „Blackrock Neurotech“ klinikinių tyrimų – auksinis didelio tikslumo smegenų ir kompiuterio sąsajų (SKS) standartas paprastai reikalavo neurochirurgo ir grąžto. Tačiau naujas pretendentas iš sparčiai besiplečiančio Kinijos neurotechnologijų sektoriaus lažinasi, kad SKS ateitis slypi ne luste, o garso bangoje.

„Gestala“, startuolis, kilęs iš tankių Šanchajaus ir Pekino tyrimų centrų, diegia neinvazinį metodą, naudodamas fokusuotą ultragarsą. Apeidama chirurginės intervencijos poreikį, bendrovė siekia išspręsti dvi didžiausias kliūtis, su kuriomis susiduria SKS pramonė: vartotojų baimę dėl smegenų operacijos ir ilgalaikį biologinį implantuotų elektrodų atmetimą.

Raiškos atotrūkis: kodėl ultragarsas yra svarbus

Norint suprasti, kodėl „Gestala“ požiūris sukelia atgarsį technologijų bendruomenėje, pirmiausia reikia suprasti dabartinę SKS situaciją. Iki šiol vartotojai turėjo rinktis tarp dviejų kraštutinumų. Viename gale yra elektroencefalograma (EEG), kuriai naudojami ant galvos odos dedami jutikliai. Nors EEG yra saugi ir lengvai naudojama, jos signalai yra pagarsėję kaip „neryškūs“, panašiai kaip bandymas klausytis konkretaus pokalbio būnant už sausakimšo futbolo stadiono ribų. Kaukolė veikia kaip stiprus elektrinių signalų slopintuvas.

Kitoje pusėje yra invaziniai implantai. Jie teikia didelės raiškos duomenis, nes yra tiesiai ant nervinio audinio, tačiau kelia infekcijos, smegenų randėjimo ir galutinio signalo degradavimo riziką, kūnui bandant atsiriboti nuo svetimkūnio.

„Gestala“ ultragarso technologija užima perspektyvią vidurio poziciją. Ultragarsinės bangos gali pereiti per kaukolę kur kas tiksliau nei elektriniai signalai. Naudodama fokusuotą ultragarsą (FUS), „Gestala“ gali nusitaikyti į specifines nervines grandines giliai smegenyse be jokio pjūvio. Tai skirtumas tarp sienos vibracijos jutimo ir lazerio naudojimo vienai plytai nustatyti.

Kaip veikia „Gestala“ technologija

„Gestala“ sistema remiasi dėvimu galvos lanku, kuris skleidžia mažo intensyvumo fokusuoto ultragarso impulsus. Šie impulsai nėra skirti kaitinti ar pažeisti audinius, o veikiau fiziškai pajudinti neuronų membranas. Šis mechaninis slėgis gali suaktyvinti arba slopinti nervinę veiklą – procesas, žinomas kaip neuromoduliacija.

Nors smegenų ketinimų nuskaitymas ultragarsu yra sudėtingesnis nei jų stimuliavimas, bendrovė naudoja funkcinį ultragarsinį vaizdavimą (fUSI). Ši technika stebi kraujo tūrio ir tėkmės pokyčius smegenų mikrokraujagyslėse. Kadangi nervinė veikla yra glaudžiai susijusi su kraujotaka (reiškinys, vadinamas neurovaskuliniu ryšiu), „Gestala“ algoritmai gali iššifruoti šiuos modelius, kad interpretuotų vartotojo ketinimus.

SKS metodikų palyginimas

Norint pamatyti, kur „Gestala“ įsitvirtina platesnėje rinkoje, naudinga palyginti pagrindinius smegenų ir kompiuterio sąveikos metodus, kuriamus 2026 m. pradžioje.

Kinijos SKS ekosistema

„Gestala“ neegzistuoja vakuume. Kinijos vyriausybė „smegenų mokslą ir į smegenis panašų intelektą“ priskyrė prie pagrindinių nacionalinių prioritetų pagal naujausius penkerių metų planus. Tai sukėlė vietinės konkurencijos šuolį, kuriame dėl dominavimo varžosi ir tokios įmonės kaip „NeuraMatrix“ bei „Cloudminds“. Tačiau „Gestala“ susitelkimas į neinvazinį kelią suteikia jai unikalų pranašumą vartotojų rinkoje.

Daugeliui idėja apie savanorišką smegenų implantą yra nepriimtina. Siūlydama „uždėk ir nuimk“ sprendimą, „Gestala“ pozicionuoja save ateičiai, kurioje SKS naudos ne tik tie, kuriems tai mediciniškai būtina, bet ir sveiki asmenys, norintys padidinti produktyvumą, valdyti išmaniųjų namų aplinką ar pasinerti į virtualią realybę.

Iššūkiai horizonte

Nepaisant perspektyvų, „Gestala“ susiduria su dideliais techniniais ir etiniais iššūkiais. Žmogaus kaukolės storis ir tankis skiriasi, todėl ultragarso spinduliai turi būti nuolat kalibruojami, kad būtų užtikrinta, jog jie pataiko į reikiamus taikinius. Be to, kraujotaka pagrįstų signalų delsa yra natūraliai didesnė nei beveik akimirksniu gaunamų elektrinių signalų, kuriuos užfiksuoja implantai. Dėl to ultragarsinės SKS gali būti mažiau tinkamos didelės spartos programoms, pavyzdžiui, profesionaliems žaidimams ar protezų valdymui realiuoju laiku.

Taip pat kyla „neurinio privatumo“ klausimas. Jei prietaisas gali nuskaityti jūsų smegenų veiklą per galvos lanką be jūsų sutikimo, pasekmės duomenų saugumui yra didžiulės. „Gestala“ teigia dirbanti su šifruotais „neuriniais parašais“, kad duomenys liktų vietiniai vartotojui, tačiau reguliavimo sistemos vis dar sunkiai spėja su technologijų pažanga.

Praktinės įžvalgos: ką stebėti toliau

„Gestala“ judant link platesnių klinikinių tyrimų ir galimų vartotojų prototipų vėliau šiais metais, technologijų entuziastai turėtų atkreipti dėmesį į šiuos punktus:

• Stebėkite delsą: Ultragarsinių SKS sėkmė priklausys nuo to, kaip greitai programinė įranga galės paversti kraujotakos pokyčius veiksmais. Ieškokite atnaujinimų apie jų „signalo-į-ketinimą“ greitį.
• Dizainas ir patogumas: Kad neinvazinė SKS taptų masine, ji turi būti patogi. Atkreipkite dėmesį, ar „Gestala“ galvos lankas išliks gremėzdiškas laboratorinis įrankis, ar evoliucionuos į kažką panašaus į lengvas ausines.
• Reguliavimo gairės: Stebėkite NMPA (Kinija) ir FDA (JAV) patvirtinimus. Neinvaziniai prietaisai paprastai turi greitesnį kelią į rinką, tačiau „neuromoduliacijai“ vis tiek reikalingas griežtas saugos patikrinimas.
• Hibridinis potencialas: Ateityje gali laimėti ne viena technologija, o jų derinys. Galime išvysti „hibridines SKS“, kurios naudos EEG greičiui, o ultragarsą – gyliui ir tikslumui.

„Gestala“ kelionė reiškia posūkį SKS istorijoje. Nors pasaulį pakerėjo kiberpanko svajonė apie lustus smegenyse, tikrasis proveržis gali būti kur kas tylesnis – paprastas garso impulsas, leidžiantis mums kalbėtis su savo mašinomis neištariant nė žodžio.

Šaltiniai

• Nature Communications: „Functional ultrasound imaging of human brain activity.“
• South China Morning Post: „China's BCI industry and the push for non-invasive tech.“
• IEEE Spectrum: „The Physics of Focused Ultrasound for Neuromodulation.“
• TechNode: „Startups to watch in the Shanghai neurotech corridor.“
• Frontiers in Neuroscience: „Comparison of BCI modalities: EEG vs. fUSI.“