Текущие затраты и технологические ограничения интерфейсов «мозг-машина»

Эта история является частью серии о современном прогрессе в регенеративной медицине. В этой статье обсуждаются достижения в области интерфейсов «мозг-машина».

В 1999 году я определил регенеративную медицину как совокупность вмешательств, которые восстанавливают нормальное функционирование тканей и органов, которые были повреждены болезнью, травмой или изношены временем. Я включаю полный спектр химических, генных и белковых лекарств, клеточной терапии и биомеханических вмешательств, которые достигают этой цели.

Интерфейсы «мозг-машина» сталкиваются со значительными трудностями, несмотря на научные достижения в этой области. В предыдущие месяцы я обсуждал ряд достижений в области интерфейсов «мозг-машина» в регенеративной медицине, которые могут улучшить жизнь тысяч, если не миллионов людей, живущих с целым рядом заболеваний. Однако до широкого внедрения интерфейсов «мозг-машина» еще далеко. Недавняя статья в Статистические новости обсудили препятствия, стоящие на пути коммерциализации интерфейса «мозг-машина». Здесь я проанализирую эти препятствия и обсужу будущее интерфейсов «мозг-машина» в регенеративной медицине.

С медицинской точки зрения интерфейсы «мозг-машина» являются следующим шагом в регенеративной медицине. Те, кто страдает параличом, потерей конечностей или другими двигательными дисфункциями, могут восстановить утраченную подвижность. Например, я недавно обсуждено декодер, который принимает мысли пациента и переводит эти мысли в слова. Другие достижения могут вернуть частичное зрение слепым, двигательную функцию парализованным и так далее.

Однако с коммерческой точки зрения некоторые обеспокоены широко распространенной жизнеспособностью интерфейсов «мозг-машина». в Статистические новости В статье автор Лиззи Лоуренс перечисляет некоторые проблемы, которые могут стать распространенными, когда компании попытаются донести эти достижения до широкой публики.

Первой серьезной проблемой, связанной с интерфейсами «мозг-машина», являются затраты на разработку и производство технологий мозговых чипов. Частные инвестиционные компании вложили значительные средства в такие компании, как Neuralink Илона Маска, потратив миллиарды долларов на разработку интерфейсов, управляемых мозговыми чипами, которые еще не одобрены для испытаний на людях.

Производство чипов на момент написания статьи невероятно ограничено. Затраты на производство чипов колеблются от нескольких сотен до нескольких тысяч долларов за единицу. Затраты остаются высокими, поскольку материалы для производства дороги, а продукт пока недоступен для населения.

В интервью с Грань, ученый-материаловед, доктор Кристофер Беттингер, обсуждает ограничения современных материалов для интерфейса мозг-машина. Он отмечает, что наиболее распространенный сегодня материал, кремний, слишком жесткий, чтобы обеспечить долговременные связи с тканями мозга. Небольшие движения чипа могут вызвать воспаление или даже рубцевание, что влияет на срок службы устройства.

Использование кремния и других полимеров создает трудности не только при длительном обслуживании, но и при первоначальной имплантации. Беттингер говорит, что полимеры необходимо формовать и имплантировать «необычными или необычными способами», чтобы получить правильные результаты.

В разработке находятся и другие материалы, в том числе собственная полимерная пленка Bettinger, которая намного тоньше и гибче предыдущих материалов, что, как мы надеемся, снизит производственные затраты на чипы в ближайшем будущем. Для успеха интерфейсов «мозг-машина» крайне важно иметь недорогие и высокоэффективные методы производства мозговых чипов, которых в настоящее время в отрасли не хватает.

Другая проблема заключается в том, что рынок этих устройств недостаточно велик, чтобы поддерживать их дорогостоящие исследования и разработки. Несмотря на то, что примерно 42,5 миллиона человек в США и еще 1,3 миллиарда человек во всем мире живут со значительной инвалидностью, подавляющее большинство не сможет позволить себе дорогостоящее вмешательство, несмотря на предлагаемый положительный эффект улучшения их состояния.

В 2022 году исследование Фонда Содружества показало, что 43% взрослых трудоспособного возраста были застрахованы недостаточно, то есть они были незастрахованы, недостаточно застрахованы или имели дефицит страховки. Средний доход семьи составляет всего 67 000 долларов.

Хотя медицинские достижения в области интерфейсов «мозг-машина» невероятны, они также дороги. НИЗ утверждает, что первоначальная стоимость интерфейса «мозг-машина» составляет от 5000 до 10 000 долларов США, при этом требуется постоянная техническая поддержка на протяжении всего срока использования.

По крайней мере, в первые годы интерфейсы «мозг-машина» станут медицинским вмешательством для богатых, и есть опасения, что рыночного спроса может не хватить, чтобы удержать ведущие компании на плаву.

Лоуренс ссылается на компанию Second Sight, которая продавала имплантаты сетчатки в конце 2010-х годов. Компания достигла соглашения с Medicare о получении 150 000 долларов США за имплантированное устройство, но даже эта беспрецедентная непредвиденная прибыль не смогла покрыть значительные затраты на инфраструктуру, поскольку компания охватила только 350 пациентов, прежде чем прекратила свою деятельность.

Наконец, есть и медицинские проблемы. При инвазивных операциях, требующих имплантации чипов с электродами непосредственно в мозг, существуют риски повреждения головного мозга, кровотечения, инфекций и так далее. Чипы также потребуют регулярного ухода для поддержания эффективной функции, требуя полурегулярных хирургических процедур, что создает риск.

Хотя эти проблемы не нужно решать в спешке, они станут более очевидными по мере развития технологий интерфейса «мозг-машина». До коммерциализации этих устройств нас отделяют не десятилетия, а годы.

На мой взгляд, потенциальная выгода от улучшения жизни тысяч, если не миллионов, должна перевесить опасения по поводу финансовой жизнеспособности этих устройств. Каждый имеет право на здоровый образ жизни, и мы должны стремиться обеспечить это право, поощряя тех, кто разрабатывает эти технологии. По мере продолжения исследований и разработок интерфейсы «мозг-машина» станут более совершенными и менее дорогими, что снимет некоторые из проблем, которые мы имеем сегодня.

Чтобы прочитать больше об этой серии, посетите сайт www.williamhaseltine.com.