Исследователи мозга десятилетиями полагались на устройства, называемые массивами микроэлектродов, но технология, лежащая в основе этих инструментов, все больше устаревает. Precision Neuroscience создает современную альтернативу, которая не только на порядок лучше, но и гораздо менее инвазивна в установке. Имея только что привлеченный в банке 41 миллион долларов, они готовы вступить на сложный путь выхода на рынок.
Чтобы понять, что происходит в мозгу, иногда ЭЭГ или МРТ извне просто недостаточно, нужно действительно туда попасть. Имплантированные электроды используются для этой цели в течение длительного времени, и их массивы используются для сбора информации из нескольких точек коры головного мозга одновременно.
Но в то время как пара десятков силовых электродов бесценны в исследовательской среде, их просто недостаточно для чего-то вроде функционального интерфейса мозг-компьютер. Плотность информации слишком мала, чтобы пациент мог, например, управлять протезом или перемещать курсор на экране. И вы не можете просто добавить больше электродов: поскольку каждый из них пронзает мозговую ткань и обязательно наносит небольшой ущерб, переход от массива со 100 к массиву с 1000 нанесет в десять раз больше повреждений.
Precision Neuroscience стремится решить обе эти проблемы с помощью прорывной инновации: ультратонкой электродной матрицы, которой вообще не нужно прокалывать мозг, но которая может собирать в сотни раз больше данных, чем традиционные матрицы.
Если хотите, это детище доктора Бена Рапопорта, нейрохирурга по профессии, который десятилетиями работал над этой идеей и стал соучредителем компании в 2021 году. (Ранее он был частью команды основателей Neuralink, в которую он позже. )
«Это дело всей его жизни, — сказал Майкл Магер, генеральный директор Precision. «Его мнение всегда заключалось в том, что даже для базовой функциональности необходима высокая плотность электродов, и технология должна быть реализована минимально инвазивным способом, не повреждая мозг. Мы надеемся масштабироваться до десятков тысяч электродов, и вы не сможете проникать во все новые и новые ткани».
Матрица, которую они разработали, называется «Слой 7» в связи с тем, что сама кора имеет шесть слоев, на которых находится интерфейс. Однослойный 7-массив немного больше, чем миниатюрный, но имеет 1024 микроэлектрода, что обеспечивает плотность в сотни раз выше, чем обычно используемая сегодня. И они предназначены для использования в массивах, по сути, создавая мозаику в области мозга. Каждый набор давал бы быструю и точную картину активности областей коры, которые он охватывает.
Эти возможности и характеристики впечатляют, но, возможно, еще важнее то, что интерфейс можно имплантировать без краниотомии: открытой операции на головном мозге. Вместо этого слой 7 на основе сверхтонкой пленки можно ввести через небольшой разрез в черепе; Конечно, это все еще операция на головном мозге, но гораздо менее инвазивная техника, которая может даже не требовать общей анестезии. Он будет подключаться к наружному блоку управления, но размеры и характеристики этого устройства будут различаться в зависимости от различных факторов.
Два замечательных сотрудника Precision Neuroscience. Вы можете увидеть имплантат на предметном стекле микроскопа.
Избежать риска и осложнений серьезной операции важно, потому что люди, которые больше всего выигрывают от таких технологий, — это люди с существующими нервными проблемами.
«Только в США десятки миллионов человек перенесли инсульт, ЧМТ. [traumatic brain injury]дегенеративные заболевания… но для этих пациентов действительно нет медицинских решений, которые мы можем предложить в настоящее время, кроме физиотерапии», — сказал Магер.
«Есть два общих варианта использования», — объяснил менеджер по продукту Крейг Мермель. По его словам, стимуляция мозга и двусторонний интерфейс являются одними из них, но все еще в высшей степени экспериментальными. «То, что мы делаем, что подтверждается исследованиями, больше связано с «записью и декодированием», используя его для считывания информации от людей с эпилепсией или инсультом и преобразования намерения в двигательный или речевой вывод».
Эта способность изучалась и успешно демонстрировалась в других контекстах в течение многих лет, но проблема в том, что сами имплантаты «все еще находятся на исследовательском уровне», — сказал Мермель. «Никто не включил это в систему клинической оценки, от которой пациенты могли бы получить пользу. Что это [i.e. Layer 7] это не повреждает мозг, будет невероятно важным аспектом нашей системы. У каждого устройства будет свой срок службы, и вам придется его заменить; тот факт, что наш интерфейс является обратимым и мозг может оставаться неповрежденным, снижает риск для пациента».
К настоящему времени большинству читателей будет интересно, как это соотносится с Neuralink, компанией по созданию интерфейсов мозг-компьютер, финансируемой Илоном Маском. Одним из основных отличий является то, что подход Neuralink по-прежнему включает в себя трепанацию черепа и электроды для прокалывания мозга, хотя и более тонкие и чувствительные, чем те, которые используются в настоящее время, и имплантированные с помощью робота. Но Precision Neuroscience рассматривает компанию как коллегу, а не как конкурента.
«Честно говоря, внутри мы говорим, что это разные подходы, которые будут оптимальными для разных ситуаций», — сказал Магер. «Это не будет рынок, где победитель получает все. Есть место для более чем одной компании».
Одной из самых больших проблем при создании любого медицинского устройства, не говоря уже о мозговом импланте, является сложная задача тестирования как приложений, так и безопасности перед выходом на рынок. И нельзя просто построить гаджет — его надо распространять, поддерживать, документировать и т. д.
«Речь идет не только о матрице, но и о программном обеспечении — сложность машинного обучения необходима для управления действительно мощным BCI. Это полноценный продукт, для разработки которого требуется междисциплинарная команда», — сказал Магер. “Й после вы должны пройти процедуру регулирования FDA».
С этой стороны компания придерживается двухаспектного подхода. Сначала они сосредотачиваются на краткосрочном и экстренном использовании, например, во время пребывания в больнице, когда понимание того, что происходит в мозге, может спасти жизнь. Они надеются таким образом подать заявку 510K в FDA в течение года и быть готовыми к работе, когда агентство даст зеленый свет. В более долгосрочной перспективе план демонстрирует безопасность полупостоянной имплантации: такой, при котором кто-то может носить имплантат весь день каждый день в течение года из дома или в дороге. Это другой профиль риска и более строгий процесс утверждения.
Стефани Райдер из Precision исследует имплантат Layer 7.
Такие относительно длинные временные горизонты распространены в медицине, но в меньшей степени в стартапах, поддерживаемых венчурным капиталом. Зачем спрашивать венчурных капиталистов, когда так много людей заинтересованы в более быстром и простом в масштабировании бизнесе, таком как программное обеспечение и услуги?
«Это была большая ошибка, мы должны были создать софтверную компанию. Я постоянно говорю об этом с Крейгом!» — пошутил Магер. «Но на самом деле, несмотря на проблемы и время, существует немалая группа венчурных фирм, которые рады инвестировать в компании, которые хотят оказать большое влияние на здоровье людей, а также построить великую компанию. 3. лет, а 10 лет».
Здесь Магер считает, что Маск помог популяризировать идею о том, что венчурный капитал может поддерживать большие долгосрочные начинания, такие как SpaceX Д Tesla, а не только быстрорастущие компании-разработчики программного обеспечения, которые продаются за год или два. По его словам, 10-15 лет назад ракетная компания не казалась венчурным предприятием, но теперь никто не сомневается в этом. То же самое может быть верно и для нейронных интерфейсов, «а тем временем мы можем создать значительный клинический эффект».
Раунд B стоимостью 41 миллион долларов позволит Precision продолжить работу над одобрением FDA, а также продолжить разработку и поддержку стека уровня 7, от оборудования до обучения и обслуживания клиентов. Раунд возглавил Forepont Capital Partners. Mubadala Capital, Draper Associates, Alumni Ventures, re.Mind Capital, Steadview Capital и B Capital Group.