«Τσιπάροντας» τον ανθρώπινο εγκέφαλο

07/03/2024

Η πρόσφατη δοκιμή του μικροτσίπ Telepathy της εταιρείας Neuralink του Ίλον Μασκ δείχνει τις υποσχέσεις που δίνουν οι εμφυτεύσιμες συσκευές εγκεφάλου σε ασθενείς που έχουν χάσει την κινητικότητά τους

Θεοδώρα Ν. Τσώλη

«Ο ασθενής είναι σε θέση να κινήσει το ποντίκι του υπολογιστή στην οθόνη μόνο με τη σκέψη». Αυτή η ανάρτηση του Ίλον Μασκ στη… δική του πλατφόρμα κοινωνικής δικτύωσης Χ πριν από λίγες ημέρες η οποία αφορούσε την πρώτη πειραματική εμφύτευση του μικροτσίπ Telepathy της… δικής του εταιρείας Neuralink «άναψε» και πάλι τη συζήτηση σχετικά με τις ελπίδες αλλά και τους πιθανούς κινδύνους που «γεννά» το τσιπάρισμα του ανθρώπινου εγκεφάλου – για να το θέσουμε επισήμως, η χρήση διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή (brain-computer interfaces – BCI). Και μπορεί ο Μασκ να οραματίζεται ότι αυτού του είδους οι συσκευές θα οδηγήσουν μια μέρα σε «βιονικά ανθρωποειδή» με τηλεπαθητικές δυνάμεις, ωστόσο ξεκινά την υλοποίηση του οράματός του με την εμφύτευση του Telepathy σε ασθενείς που έχουν απολέσει την κινητικότητά τους λόγω τραυματισμών ή βλαβών στον νωτιαίο μυελό.

Προς το παρόν μιλάμε μόνο για έναν ασθενή στον οποίο το μικροτσίπ τοποθετήθηκε πριν από περίπου έναν μήνα και το μόνο που γνωρίζουμε για την πορεία της κατάστασής του είναι η… διάσημη ανάρτηση του Μασκ, ο οποίος τραβά πάντα επάνω του τα φώτα της δημοσιότητας, χωρίς ωστόσο να παράσχει καμία απόδειξη για τα γραφόμενά του.

Σε κάθε περίπτωση πάντως η εποχή του τσιπαρίσματος του ανθρώπινου εγκεφάλου είναι εδώ – για την ακρίβεια, έχει ξεκινήσει πολύ πριν από τη Neuralink του Μασκ.

Χαρτογράφηση πεδίου

Αυτό το εν πολλοίς αχαρτογράφητο τοπίο προσπαθούμε να σκιαγραφήσουμε σήμερα με τη βοήθεια του καθηγητή Νευροχειρουργικής του ΕΚΠΑ κ. Δαμιανού Σακά, επίτιμου προέδρου της Ευρωπαϊκής Εταιρείας Λειτουργικής Νευροχειρουργικής (η κύρια επιστημονική εταιρεία που επιβλέπει και συντονίζει τέτοιες θεραπείες) και μέλους της Παγκόσμιας Ακαδημίας Νευροχειρουργικής, ενός ειδικού που επί έτη χρησιμοποιεί την αιχμή της τεχνολογίας για να παρέμβει στον εγκέφαλο ασθενών με διαφορετικές νόσους μέσω της ηλεκτρικής διέγερσης αλλάζοντας τη ζωή τους – προσφάτως μάλιστα ο καθηγητής προχώρησε, για πρώτη φορά στη χώρα μας, σε παρέμβαση με τσιπ στον νωτιαίο μυελό δύο παράλυτων ασθενών χαρίζοντάς τους (κατά το δυνατόν) τη χαμένη κινητικότητά τους. Όπως εξηγεί ο κ. Σακάς, «η κεντρική ιδέα της χρήσης BCI δεν αποτελεί κάτι νέο. Μια διεπαφή τύπου BCI είναι ένα σύστημα που ανιχνεύει και αποκωδικοποιεί ηλεκτρικά σήματα του εγκεφάλου και τα μετατρέπει σε κατάλληλες εντολές που διοχετεύονται σε έναν υπολογιστή ή σε έναν ρομποτικό βραχίονα. Οι διεπαφές αυτές προορίζονται για ανθρώπους στους οποίους ο εγκέφαλος είναι άθικτος, αλλά έχουν απολέσει πλήρως την ικανότητα κίνησης μετά από τραύμα νωτιαίου μυελού, πλάγια μυατροφική σκλήρυνση (ΑLS) ή εγκεφαλικό επεισόδιο στο στέλεχος του εγκεφάλου».

Ελληνική αρχή

Μάλιστα η βασική έμπνευση για τη μετέπειτα ανάπτυξη τέτοιου είδους συστημάτων είχε χρώμα… ελληνικό, επισημαίνει ο καθηγητής. «Η επιστημονική πρόοδος στον συγκεκριμένο τομέα αξιοποίησε εργασία που είχε κάνει στις αρχές της δεκαετίας του 1980 ο έλληνας καθηγητής Νευροεπιστήμης του Πανεπιστημίου της Μινεσότα Απόστολος Γεωργόπουλος. O δρ Γεωργόπουλος ανακάλυψε ότι όταν επιθυμούμε να κάνουμε μία κίνηση, η πρόθεσή μας που γεννιέται σε μια περιοχή του μετωπιαίου λοβού του εγκεφάλου μεταφέρεται σε μία περιοχή του κινητικού φλοιού για να την εκτελέσει και εκεί ενεργοποιούνται διαφορετικοί πληθυσμοί κυττάρων – ανάλογα με το άνυσμα της κατεύθυνσης της κίνησης – που καθιστούν εφικτή την κίνηση κάθε μέλους μας προς μια κατεύθυνση». Ο Έλληνας επιστήμονας κατάφερε μάλιστα σε πειράματα σε πιθήκους να προβλέψει, χρησιμοποιώντας δεκάδες ηλεκτρόδια, όχι μόνο την κατεύθυνση στην οποία τα πειραματόζωα θα κινούσαν ένα τηλεχειριστήριο μέσα στον χώρο αλλά ακόμη και την ταχύτητα της κίνησής τους αλλά και το πώς αυτή θα μεταβαλλόταν μέχρι την ολοκλήρωσή της.

Χτίζοντας επάνω σε αυτή τη γνώση και χάρη στην ανάπτυξη των υπολογιστών στα χρόνια που ακολούθησαν, οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι ανιχνεύοντας την ηλεκτρική δραστηριότητα και ενεργοποίηση αυτών των κυττάρων, μπορούμε να «διαβάσουμε» την πρόθεση του ασθενούς να κινήσει το μέλος του προς μια κατεύθυνση.

Και αυτό το «διάβασμα» και η «μετάφραση» της κίνησης κατέστησαν για πρώτη φορά δυνατά σε ανθρώπους το 2004. Τότε στη Βοστώνη τοποθετήθηκε το πρώτο εμφύτευμα σε ανθρώπινο εγκέφαλο από την εταιρεία BrainGate – «μαγιά» αποτέλεσε έρευνα που είχε γίνει στο Πανεπιστήμιο Μπράουν τη δεκαετία του 1990. «Το εμφύτευμα BrainGate αποτελείτο από ένα μικρό πλακίδιο, με μέγεθος όσο εκείνο ενός λεπτού του ευρώ, το οποίο στο κάτω μέρος του διέθετε 64 ακίδες που βυθίζονταν στην κινητική περιοχή του εγκεφάλου και μπορούσε να ανιχνεύει την πρόθεση του ασθενούς να κάνει κίνηση προς καθεμία από τις βασικές κατευθύνσεις – προς τα «πάνω ή κάτω» και προς τα «δεξιά ή αριστερά». Μετά την ανίχνευση για μια συγκεκριμένη κίνηση, γινόταν κωδικοποίηση σε μορφή ηλεκτρικού σήματος το οποίο μεταφερόταν σε έναν δέκτη, ενσωματωμένο σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η πρώτη συσκευή τοποθετήθηκε σε έναν τετραπληγικό ασθενή, ο οποίος μπόρεσε να χειρίζεται τον κέρσορα στην οθόνη ενός υπολογιστή, σύμφωνα με δημοσίευση που έγινε το 2006 στο περιοδικό Nature – μάλιστα ο συγκεκριμένος ασθενής κατάφερε να γίνει πάρα πολύ καλός παίκτης στο βιντεοπαιχνίδι Pong» περιγράφει ο κ. Σακάς. Στην πορεία η BrainGate δημιούργησε το BrainGate2, μία εξέλιξη του αρχικού εμφυτεύματος, και διεξάγει τώρα σχετική έρευνα η οποία θα ολοκληρωθεί το 2040.

Οι μεγάλοι της κούρσας

Στην κούρσα του… εγκεφαλικού τσιπαρίσματος έχουν μπει όμως τα τελευταία 20 χρόνια και άλλες εταιρείες – εκτιμάται ότι φθάνουν τις 15. Οι σημαντικότερες προσπάθειες που αφορούν εμφύτευση συστημάτων σε ασθενείς είναι οι ακόλουθες:

• Blackrock Νeurotech: Τα δικαιώματα του αρχικού εμφυτεύματος της BrainGate μεταβιβάστηκαν στην εταιρεία Blackrock Νeurotech, η οποία ανέπτυξε μια εξελιγμένη μορφή του που έχει μάλιστα τοποθετηθεί σε περισσότερους από 40 ασθενείς με τετραπληγία λόγω κάκωσης του νωτιαίου μυελού ή ALS – πρόκειται για το τσιπ που έχει εμφυτευθεί στους περισσότερους ασθενείς παγκοσμίως. Δύο από αυτούς τους ασθενείς είναι σε θέση να οδηγούν αυτοκίνητο χρησιμοποιώντας τη συσκευή.

• Synchron: Η Synchron, η οποία φαίνεται να αποτελεί το… αντίπαλο δέος του Μασκ καθώς σε αυτή έχουν επενδύσει οι δισεκατομμυριούχοι Τζεφ Μπέζος και Μπιλ Γκέιτς, έχει δημιουργήσει τη μικρότερη και λιγότερο επεμβατική εγκεφαλο-υπολογιστική διεπαφή η οποία έχει τοποθετηθεί επιτυχώς σε αρκετούς ασθενείς στις ΗΠΑ και σε άλλες χώρες – έτσι το εμφύτευμά της που ονομάζεται Synchron Switch προηγείται αυτή τη στιγμή στην κούρσα του… ανταγωνισμού των μεγιστάνων. Η συγκεκριμένη συσκευή δεν τοποθετείται στον κινητικό φλοιό, αλλά σε αγγείο – είναι αναπτυγμένη σε ένα κυλινδρικό εκπτυσσόμενο πλέγμα (παρόμοιο με το stent που χρησιμοποιείται στη θεραπεία αγγειακών παθήσεων) και τοποθετείται με καθετηριασμό στο εσωτερικό μιας φλέβας που περνά από την κατάλληλη περιοχή στον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου. Το εμφύτευμα λαμβάνει σήματα από τον εγκέφαλο και τα μεταφέρει σε έναν δέκτη, τοποθετημένο στο στήθος του ασθενούς ο οποίος στη συνέχεια τα μεταδίδει ασύρματα σε υπολογιστή.

• Precision Neuroscience: Η συσκευή της Precision Neuroscience ακολουθεί τον δρόμο των περισσότερων συσκευών του είδους καθώς τοποθετείται στον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου. Η μεγάλη διαφορά είναι ότι δεν βυθίζεται μέσα στο παρέγχυμα του εγκεφάλου, αλλά απλώς εφάπτεται σε αυτό ως μια μικρή επικολλούμενη ταινία – πρόκειται δηλαδή για μια διαδικασία λιγότερο διεισδυτική και τραυματική. Μέχρι στιγμής το εμφύτευμα έχει τοποθετηθεί μόνο σε ασθενείς που χειρουργήθηκαν για αφαίρεση όγκου του εγκεφάλου και έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα σε ό,τι αφορά τη λήψη και αποκωδικοποίηση σημάτων. Ωστόσο δεν έχει λάβει ακόμη έγκριση για χρήση σε τετραπληγικούς ασθενείς.

Η συσκευή του Μασκ

Και η συσκευή του Μασκ εμφυτεύεται στον κινητικό φλοιό. Πρόκειται όμως για ένα εμφύτευμα πολύ εξελιγμένο καθώς χρησιμοποιεί περισσότερα από 1.000 υπέρλεπτα ηλεκτρόδια για την καταγραφή και μετάδοση της νευρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου. Τα σήματα που λαμβάνονται ανά δευτερόλεπτο παρέχουν έναν πολύ μεγάλο όγκο πληροφοριών σχετικά με την πρόθεση του ασθενούς να κάνει μια κίνηση και η ανάλυση αυτού του τεράστιου όγκου πληροφοριών είναι δυνατή μόνο με το πολύ πιο προηγμένο από εκείνα άλλων αντίστοιχων συσκευών λογισμικό που διαθέτει το Telepathy. Από την ανάλυση μπορεί να προκύψει ένα ακριβές και ασφαλές συμπέρασμα σχετικά με το τι κίνηση σκέφτεται ότι θα ήθελε να πραγματοποιήσει ο ασθενής. Η εμφύτευση της συσκευής αποτελεί μια τόσο λεπτή διαδικασία ώστε η εταιρεία έχει κατασκευάσει ένα ειδικό χειρουργικό μηχάνημα που ονομάζεται R1, το οποίο έχει ως καθήκον την τοποθέτηση του τσιπ στον κινητικό φλοιό.

Απώτερος στόχος του Μασκ, σύμφωνα με τα δικά του λεγόμενα, είναι η χρήση κάποια ημέρα αυτής της τεχνολογίας για τη λειτουργία τεχνητών άκρων σε ακρωτηριασμένα άτομα, τα οποία θα κατασκευάζονται με «πυξίδα» την τεχνογνωσία της Tesla αλλά και για θεραπεία νόσων όπως η παχυσαρκία, ο αυτισμός, η σχιζοφρένεια, η κατάθλιψη. Προς το παρόν πάντως η Neuralink έχει λάβει το «πράσινο φως» του αρμόδιου αμερικανικού Οργανισμού Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) από τον περασμένο Mάιο για δοκιμή του τσιπ της σε ασθενείς με κινητικά προβλήματα λόγω βλαβών στη σπονδυλική στήλη ή παράλυσης εξαιτίας της ALS. Παραμένει άγνωστο πόσοι ασθενείς θα συμμετάσχουν σε αυτές τις δοκιμές που αναμένεται να διαρκέσουν έξι έτη και για τις οποίες η «στρατολόγηση» ξεκίνησε τον περασμένο Σεπτέμβριο.

Σύμφωνα με τον κ. Σακά, όλες αυτές οι μέθοδοι που αποτελούν «τέκνο» της ραγδαίας εξέλιξης της τεχνολογίας και της επιστήμης θα συνεχίζουν να αναπτύσσονται και να ωριμάζουν – άλλωστε τα τελευταία 20 χρόνια ηλεκτρόδια τοποθετούνται στον εγκέφαλο ασθενών, και στη χώρα μας, με μεγάλη επιτυχία για την αντιμετώπιση πλήθους παθήσεων, από την Πάρκινσον και την επιληψία ως την κατάθλιψη και τις δυστονίες, σκιαγραφώντας το υποσχόμενο μέλλον του πεδίου. «Είναι δύσκολο να γίνει ακριβής πρόβλεψη σχετικά με το πότε θα… ενηλικιωθεί το πεδίο της επεμβατικής ηλεκτροθεραπείας ή βιοηλεκτρονικής ιατρικής όπως ονομάζεται από κάποιους ειδικούς, αλλά είναι ρεαλιστικό το να περιμένουμε την ωρίμασή του και την ευρύτερη εφαρμογή των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή σε πάσχοντες σε έναν χρονικό ορίζοντα δεκαετίας» καταλήγει ο καθηγητής. Μια δεκαετία που, όπως όλα δείχνουν, θα είναι ιδιαιτέρως… τσιπαρισμένη. Οψόμεθα.

Τα βιοηθικά ζητήματα και η απειλή από τις «σκεπτόμενες μηχανές»

Στην παρούσα μορφή τους οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή, όπως αυτή της Neuralink, «διαβάζουν» την πρόθεση του πάσχοντος να κινήσει ένα μέλος του προς μία συγκεκριμένη κατεύθυνση. Δεν μπορούν να ανιχνεύσουν σκέψεις που σχετίζονται με την προσωπικότητα ή την ιδεολογία του, δεν επεμβαίνουν στις νοητικές λειτουργίες του και δεν μπορούν να τις επηρεάσουν. «Υπάρχουν όμως άλλες συσκευές που χρησιμοποιούνται τις τελευταίες δεκαετίες όπως τα ηλεκτρόδια για την Πάρκινσον ή την επιληψία τα οποία μπορούν να τοποθετηθούν σε βαθιά κομβικής σημασίας σημεία του εγκεφάλου και να επηρεάσουν την προσωπικότητα, π.χ. να μετατρέψουν έναν πολύ επιθετικό άνθρωπο σε μια ήρεμη προσωπικότητα. Το κύριο ζήτημα είναι λοιπόν αν με την τοποθέτηση ενός μικροτσίπ προκύπτει ένα υβρίδιο ανθρώπου και μηχανής που υποβαθμίζει την ανθρώπινη μοναδικότητα» σημειώνει ο κ. Σακάς και προσθέτει ότι μελέτες σε ασθενείς στους οποίους τοποθετήθηκε εμφύτευμα τύπου Neuralink έχουν δείξει ότι πολλοί ένιωθαν πως δεν είναι οι ίδιοι άνθρωποι πλέον ενώ άλλοι είπαν ότι η διεπαφή τούς έκανε να αισθάνονται περισσότερη αυτοπεποίθηση και κάποιοι ότι αντιμετώπιζαν την εμφυτευμένη διεπαφή ως προέκτασή τους συγχωνευμένη με το σώμα τους.

Συνύπαρξη ανθρώπου – μηχανής

«Από τη στιγμή που – με την ενσωμάτωση μιας συσκευής – οι δυνατότητες του ανθρώπου επεκτείνονται πέρα από τους περιορισμούς που θέτει η φύση, ο άνθρωπος μετατρέπεται σε μία συνδυαστική συνύπαρξη ανθρώπου – μηχανής, μια ανθρωπο-μηχανή ή ένα κυβερνο-ανθρωποειδές (cyborg). Υπάρχουν διανοητές που υποστηρίζουν ότι είναι θετική εξέλιξη η μετατροπή μας σε «Ηomo sapiens technologicus» με ενισχυμένες λειτουργίες και δυνατότητες. Άλλοι επισημαίνουν όμως τον κίνδυνο αλλοίωσης της ανθρώπινης προσωπικότητας, της αυθεντικότητας του ανθρώπινου είδους και τελικώς της ευκολότερης χειραγώγησής του» επισημαίνει ο καθηγητής.

Το ζήτημα της «συνείδησης»

Παράλληλα τίθεται επί τάπητος το μεγάλο ζήτημα της «συνείδησης» των μηχανών. Καθώς οι μηχανές εξελίσσονται μπορούν να γίνουν «σκεπτόμενες» απειλώντας την ανθρώπινη υπόσταση; Όπως απαντά ο κ. Σακάς, «οι μηχανές, εξ ορισμού, είναι αδύνατον να διαθέτουν ιδιότητες που θα μπορούσαν να θεωρηθούν ανάλογες της ανθρώπινης συνείδησης».

ΠΗΓΗ: www.tovima.gr