Neuralink의 활동은 지난 2년 동안 우리 모두를 긴장하게 만들었습니다.
“-그들이 발명한 것은? — 마음을 옮기거나 음… WiFi 핫스팟에 연결할 수 있습니까?” — 잠시 미래의 환상을 제쳐두고 나중에 고려할 것입니다.
최근 Elon Musk의 뇌-기계 인터페이스(BMI) 연구에서 Neuralink의 진행 상황에 대한 발표는 많은 개선 사항과 관련하여 놀라운 일이었습니다. 그러나 마침내 우리의 두개골에 미세 물질을 넣고 환경을 제어하거나 (*미래적 환상*) 다른 사람의 마음을 읽을 때까지는 갈 길이 멉니다.

오늘 게시물에서 우리는 Neuralink Launch Event 당일에 게시된 Neuralink의 백서[1]를 기반으로 이 연구를 면밀히 조사할 것입니다. 목표는 인용된 논문에 제시된 대로 단계별로 Neuralink 시스템의 몇 가지 주요 사항을 제시하는 것입니다. 제안된 솔루션의 잠재적인 결과를 논의하여 요약합니다.

기술

하이테크 아이디어의 발전에 익숙하더라도 일반적으로 뇌-기계 인터페이스가 무엇입니까? 음, 정의가 광범위해 보일 수 있지만 BMI는 뇌와 기계 사이 에 있는 장치/장치 집합 입니다(컴퓨터, 의족, 무언가를 켜고 끄는 모듈 등 거의 모든 것을 제어할 수 있음). . BMI의 목표는 신호 를 한 쪽에서 다른 쪽으로 전달하여 뇌와 기계 사이를 중재하는 것입니다(양쪽 모두일 수 있음).

BMI의 신호는 무엇입니까? 여기에서 문제는 여러 수준으로 나뉩니다. BMI는 크게 침습성 과 비 침습성 으로 나눌 수 있습니다 . 뇌파 검사(EEG) 또는 기능적 자기 공명 영상(fMRI)과 같은 기술을 인식할 수 있습니다. 이 두 가지는 비침습적 BMI(비침습적 == 수술 절차가 필요 없음)에 사용할 수 있는 측정의 좋은 예입니다. EEG를 사용하는 동안 두피의 특정 전위 변화를 기록합니다. fMRI를 사용하여 혈중 산소 수준 의존(BOLD) 반응을 조사할 수 있습니다. 두 신호 모두 기록, 처리 및 스티어링 목적으로 추가로 사용될 수 있습니다.

침습적 BMI의 경우 두개골 아래에 무언가를 넣기 위해 수술을 수행해야 합니다. 뇌 표면이나 대뇌 피질 내에 있을 수 있습니다. 예, 상상하는 동안 소름이 돋을 수 있습니다. 대뇌 피질에는 뉴런의 세포체가 많고 뉴런은 흥분성 세포 이므로 시간에 따라 전기적 활동이 변화합니다. 그리고 이것이 우리가 기본적으로 기록 하고 사용할 수 있는 것 입니다. 이것이 Elon & Neuralink가 연구 목적으로 사용한 것입니다.

단계별 — Neuralink BMI 내부에는 무엇이 있습니까?

이 시스템은 수술 로봇, 임플란트 및 외부 전자 장치로 구성되어 전원을 공급하고 데이터를 수집합니다. 모듈식 구조는 광범위한 뇌 표면에 임플란트를 배치하여 시스템을 확장할 수 있는 기회를 제공하므로 매우 유망합니다.
Neuralink의 BMI의 모든 부분을 살펴보겠습니다.

로봇 - 일명 재봉틀

수술 로봇이 나를 놀라게 했다! 세상에서 가장 복잡한 의료로봇처럼 보이지는 않지만 많은 기능을 가지고 있고.. 우아합니다. 단 한 부분만이 뇌 조직과 직접 접촉합니다. 삽입기가 이끄는 실이 달린 바늘입니다. 바늘에는 피질 표면에서 바늘을 빠르게 밀고 당기는 자체 선형 모터가 있습니다. 다른 기능은 어떻습니까? 우! 뇌 위치 센서, 다양한 파장의 6개 광원 및 카메라는 함께 알려진 좌표 및 피사계 심도 추적을 기반으로 뇌 구조의 위치를 ​​파악하는 데 큰 역할을 하지만 신경외과 의사가 절차를 모니터링하는 데에도 필요합니다. 로봇은 자동 모드에서 작동할 수 있지만(매우 인상적입니다. 1분에 6개의 스레드!), 지금 당장은 전문가가 옆에 있어도 괜찮습니다.

물건 — 전극에서 USB-C까지

전극부터 시작합시다. 저자는 PEDOT(내구성 전도성 폴리머) 및 산화 이리듐(PEDOT보다 더 나은 생체 적합성에 대해 썼습니다)의 두 가지 전극 자체에 대한 실험에 대해 썼습니다. 전극은 뇌 조직에 삽입되는 폴리머 스레드에 배치됩니다. 전극의 수가 인상적입니다! 하나의 스레드에는 32개가 있습니다. Neuralink는 각각 1536개 및 3072개의 전극으로 구성된 A 및 B로 설명된 두 시스템을 제시했습니다(그림 2). 우와.

그들은 자체적으로 맞춤형 ASIC 회로를 발명했습니다(그림 2 참조). 256개의 증폭기가 있어 한 번에 8개의 스레드를 처리할 수 있습니다(8개의 스레드 - 256개의 전극, 1개의 전극 - 1개의 증폭기). 나머지 회로는 샘플링 속도가 ~ 19kHz인 ADC 변환기와 USB-C를 통해 데이터를 압축하고 전송하는 회로입니다. USB-C는 또한 하나의 ASIC당 약 6mW의 전력을 시스템에 제공합니다.

지금까지 녹음된 것은?

이 게시물의 목표 중 하나는 신경 생리학의 일부 개념이 게시된 백서에 정의되지 않았기 때문에 Neuralink의 실험 중에 기록된 내용을 간략하게 설명하는 것이었습니다. 저자는 관심 있는 신호가 스파이크 와 로컬 필드 전위(LFP) 의 두 가지로 나타난다고 썼습니다 . 그것들은 무엇입니까?

• 스파이크(정식: 활동 전위 )는 예를 들어 뉴런 막의 급격한 극성 변화입니다. 아시다시피 각 세포에는 경계가 있습니다. 동물의 경우 세포 내부 또는 외부에서 제품을 선택적으로 전달하는 다양한 단백질, 인지질 등으로 구성된 막입니다. 세포의 외부 및 내부 환경은 이온 분포와 관련하여 다릅니다. 안정한 경우 휴지 전위 라고 합니다 . 뉴런의 경우 막의 채널이 열리면(흥분되어) 세포에서 급격한 변화가 일어나 탈분극 또는 과분극 이 발생 합니다. 누적되어 임계값에 도달하면 스파이크가 트리거됩니다. [2]
• 로컬 필드 전위(LFP)는 전극 근처의 신경 세포 그룹에서 기록됩니다. 기록된 전기적 활동의 출처는 개별 활동 전위가 아니라 시냅스 및 수지상 전류에 있지만, 이는 뉴런 다발의 전기적 활동의 합입니다. [삼]

Neuralink는 공간을 자유롭게 탐색하는 동안 쥐의 BMI를 연구하기 위해 이 접근 방식을 사용했습니다. 작성자는 일부 구조(스파이크 등)의 온라인 감지와 함께 시스템 A와 B를 사용하여 신호를 기록했습니다. 재봉 로봇은 87%의 성공률로 쥐에게 19번의 수술을 수행했지만 성능을 측정하는 방법(성공한 삽입 깊이? 로봇의 오류? 실 끊어짐?)은 설명되지 않았습니다.

Neuralink 출시 이벤트 동안 인간에게 BMI를 적용하기 위한 미래 아이디어에 대한 발표가 있었습니다. 그 뒤에 있는 일반적인 아이디어는 시스템이 보청기처럼 보이는 외부 웨어러블 장치에 연결될 임플란트(인용된 논문[1]에 제시된 것과 유사)로 구성될 것이라는 것입니다. 이 웨어러블은 Bluetooth를 통해 iPhone의 Neuralink 앱과 연결됩니다. 이것은 멋지다. 그러나 많은 의심이 생기고 있습니까? 데이터 보안은 어떻습니까? 데이터 저장은 어떻습니까? 뇌에서 나오는 데이터의 양은 아마도 방대하고 전체적으로 유용하지 않을 것이지만, 뇌/정신 건강에 대한 특정 경향이나 정보는 무언가입니다. 우리가 지키고 싶은 것.

결론? 통찰력?

• 많고 적습니다. 많은 개선이 이루어졌습니다. 미래의 일부 임상 적용을 고려하는 동안 전극이 있는 스레드는 빠르고 강력한 솔루션인 것 같습니다. 혁신적인 애플리케이션 시스템도 있습니다. 위에서 쓴 것처럼 로봇의 속도와 추가 기능이 함께 인상적입니다. 그러나 여전히 완전한 BMI를 얻으려면 해야 할 일이 많습니다. 특히 세포외 신호의 해석과 관련하여 기계가 수행하는 특정 작업에 할당해야 하기 때문입니다.
• 뉴런의 변조. 좋아요. 앞서 언급하지 않았지만 Neuralink 팀은 전극이 뇌 조직을 기록하고 자극할 수 있을 것이라고 주장합니다. 그것은 특히 특정 물질의 농도 변화와 관련된 장애의 목적을 위해 광범위한 가능성을 열어줍니다. 폐쇄 루프 인공두뇌 시스템.
• 많은 채널과 모듈식 시스템. 이것은 특정 임상 또는 비임상 목적을 위해 전극의 변위를 설계할 수 있기 때문에 큰 이점입니다(향후:-)).

참조

[1] Musk, E., Neuralink(2019) 수천 개의 채널이 있는 통합 뇌-기계 인터페이스 플랫폼 . (백서)
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Action_potential
[삼]https://en.wikipedia.org/wiki/Local_field_potential
[4]https://www.technologyreview.com/f/613969/elon-musks-neuralink-says-its-nearly-ready-for-the-first-human-volunteers/?utm_campaign=the_download.unpaid.engagement&utm_source=hs_email&utm_medium=email&utm_content=74731923&_hsenc=p2ANqtz-9otWbhoo4oj2wzQuNcnI-XaM_K98vE3h6Um6UI4mQuIrWw24eApb0ZtPmfoiCrVzw2oUzKy1zQyW2gd7C-oFP3HYiiQ&_hsmi=74731923
[5]https://dzienniknaukowy.pl/nowe-technologie/elon-musk-przedstawil-szczegoly-interfejsu-mozg-komputer-od-neuralink
[6]https://www.youtube.com/watch?v=r-vbh3t7WVI

2019년 7월 21일 에 https://annastroz.com 에 원래 게시되었습니다 .