Шевелить мозгами: какое будущее у нейроинтерфейсов и инвестиций в это направление

Разница в проникновении

Интерфейсы «мозг-компьютер» (или нейроинтерфейсы) представляют собой устройства, которые считывают сигналы напрямую с мозга (или передают в него), минуя органы чувств. Их области применения поистине велики: от ранней диагностики и лечения заболеваний мозга (включая болезнь Паркинсона, эпилепсию, депрессию и гипертонию) до управления объектами силой мысли, когда парализованные или потерявшие конечности люди могут общаться по электронной почте, писать различные тексты, самостоятельно управлять техникой и быть более независимыми. Помимо медицины и здравоохранения, технология может быть использована в сфере развлечений — например, в индустрии игр, а также в сегменте «умного дома».

Существуют разные способы реализации этой технологии: инвазивные/частично инвазивные и неинвазивные. Первый вариант подразумевает погружение чипа на поверхность коры головного мозга или вглубь органа, где идет непосредственный контакт с корой, которая генерирует различные сигналы, например, зрительный. По этому пути идет компания Илона Маска Neuralink. Помимо самих чипов они разработали роботизированную систему, которая в автоматическом режиме вживляет их пациентам. Однако инвазивная технология сопряжена с определенными рисками для здоровья человека, потому что прямой контакт с мозгом подразумевает проведение хирургической операции. Именно поэтому так сложно получить разрешение на работу с пациентами — слишком много неопределенностей, которые могут привести к нехорошему исходу.

Более того, в использовании вживляемых чипов есть еще одна проблема: мозг со временем пытается «избавиться» от инородных объектов с помощью глиальной ткани, которая ослабляет возможности чипов передавать электрические сигналы. Поэтому в рамках этого метода нужно еще большее внимание уделять разработке и использованию биосовместимых материалов.

Хотя тут есть и менее опасные и сложные альтернативы. В прошлом году довольно интересным событием стала первая имплантация пациенту нового типа нейроинтерфейсов, разработкой которых занимается американский стартап Synchron. Они одними из первых получили разрешение FDA на работу с людьми в области частично-инвазивных нейроинтерфейсов. Это довольно уникальное решение, потому что для его реализации не нужно делать отверстия в черепе. Врачи имплантировали 4-сантиметровое устройство, которое выглядит как сосудистый стент и состоит из проводов и электродов, в кровеносный сосуд в мозге пациента с БАС — боковым амиотрофическим склерозом. То есть пациенту аккуратно провели электрод через вену, пока этот электрод не достиг нужного участка мозга. Электрод соединялся с имплантом, расположенным уже в груди. Этот имплант и передавал команды от мозга на компьютер.

Неинвазивные методы не подразумевают хирургическую операцию: прибор крепится к голове человека и считывает все сигналы снаружи. Впрочем, тут еще нужно улучшать чувствительность и точность таких гаджетов для улучшения их работы. Одним из способов такого улучшения являются квантовые сенсоры, которые за счет своей сверхчувствительности могут достигать недоступного для их классических аналогов уровня пространственного и временного разрешений.

При этом в массовое пользование эта технология может пойти уже лет через пять, так как над ней давно ведутся работы.

Востребованность и перспективы

Согласно отчету Grand View Research, в 2021 году объем мирового рынка нейрокомпьютерных интерфейсов оценивался в $1,52 млрд c ожидаемым темпом роста в 17%. Ключевыми факторами роста рынка является растущая распространенность нейропротезных состояний, увеличивающееся количество пожилых людей и быстрое развитие технологий, облегчающих общение и передвижение паралитических пациентов. По прогнозам Всемирной организации здравоохранения, к 2030 году около 82 млн человек будут страдать деменцией, а к 2050 году это число достигнет 152 млн. Это показывает потенциальный спрос на BCI (brain–computer interface) в ближайшие годы.

Кроме того, использование этой технологии в виртуальных играх, системах управления умным домом и военной связи повышает применимость рынка, способствуя его росту.

Здесь важно отметить, что сейчас на рынке больше распространены неинвазивные устройства ввиду их гораздо более простого применения, нежели инвазивных устройств. В 2021 году доля нейроинтерфейсов, не требующих хирургических операций, в выручке составила более 86% от общего рынка интерфейсов «мозг-компьютер». Их сфера применения ограничена немедицинскими кейсами, где не требуется высокая чувствительность.

Однако с развитием технологической и доказательной базы по медицинским применениям на рынке растет интерес и к инвазивным интерфейсам. Инвестиции в вышеупомянутую компанию Synchron миллиардеров Джеффа Безоса и Билла Гейтса только доказывают этот тренд.

Ожидается, что в инвазивном сегменте будет наблюдаться самый быстрый среднегодовой темп роста в течение прогнозируемого периода — благодаря способности этой технологии предоставлять функциональные возможности парализованным людям с помощью роботизированных ног и рук, управляемых мозгом, и восстанавливать зрение путем подключения зрительной коры мозга к внешней камере.

В любом случае нейроинтерфейсы — это один из технологических трендов последнего времени, который однозначно будет только развиваться. Сегодня человечество уже вплотную подступило к границе, где научная фантастика переходит в нашу обыденную жизнь, и очень любопытно посмотреть, какие преимущества появятся у людей за этой чертой.

Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора