Datorspelet Pong kräver vanligtvis en joystick, tangentbord eller mus - men det gäller inte apan Pager. Den nio år gamla makaken kan spela med tankens kraft, detta då det bakom hans skalle finns en prototyp av hjärnchippet
The Link.
Det kan läsa hjärncellens signaler och översätta dem till markörens rörelser. Chippet har utvecklats av Musks företag Neuralink, vars målsättning bland annat är att bota förlamning, depression och varna för begynnande sjukdomar.
Men friska människor ska också kunna dra nytta av chippet på längre sikt. Neuralink ska exempelvis kunna spela upp minnen och ansluta hjärnan till ett nätverk som kan bekämpa skadlig artificiell intelligens.
Pagers bedrifter innebär att Neuralink på god väg att nå sin första milstolpe. Nästa delmål är att förlamade personer ska lära sig att styra en smartmobil med hjärnan.
Se Pager spela Pong med hjälp av hjärnchippet här:
Apan lärde sig först att styra en joystick. Varje gång han flyttade markören till ett ljusfält belönades han med banansmoothie i sugröret, och samtidigt registrerade Neuralink hjärnaktiviteten under Pagers rörelser. Därefter tog The Link över joystickens roll, så att hjärncellernas signaler styrde markören. Så småningom kunde Pager spela Pong på skärmen helt utan joystick.
Tekniken presenterades i augusti 2020. Musks forskare bevisade att de kunde avläsa signaler från hjärnan hos grisen Gertrude.
Men en rad vetenskapliga milstolpar måste nås innan Elon Musks och Neuralinks visioner är uppfyllda.
Här är de tre största utmaningarna:
Första utmaningen: Förstå och översätta hjärnsignaler
1 000 små metalltrådar – elektroder – som kopplades till Gertrudes hjärna avläste signaler från hennes tryne. Signalerna registrerades därefter i ett diagram och konverterades till ljud. Om samtliga hjärnans signaler kan registreras och avläsas på så sätt utgör dess hastighet och mönster receptet för alla våra rörelser, tankar och minnen.
Neuralinks stora utmaning blir att översätta de komplexa meddelandena eller kommandona till meningsfulla signaler som kan avkodas och överföras.
För det första kräver komplexa uppgifter betydligt fler elektroder än 1 000, och för det andra har Neuralink ännu inte bevisat att de kan skicka ut meningsfulla signaler åt andra hållet – exempelvis från hjärnan till en förlamad kroppsdel eller en annan persons hjärna.
Forskare har hittills endast kunnat skicka mycket enkea budskap mellan människohjärnor, precis som de har kunnat överföra rörelsesignaler till ett mekaniskt exoskelett.
Robotarm rör sig med tankens kraft
1. Elektroder sys in i rörelsecentret
Den specialutvecklade symaskinen syr in 96 trådar, som är tio gånger tunnare än ett hårstrå, i det motoriska centret där nervsignalerna ska avkodas. Varje tråd består av en bunt kopplingar med totalt 32 elektroder och de sys in med ett avstånd på endast 0,05 millimeter, vilket totalt ger 3 072 elektroder.
2. Elektroder registrerar hjärnans önskningar
Hjärnans motoriska centrum skickar iväg nervsignaler innan rörelsen startar, redan när patienten börjar tänka på att röra armen. Elektroderna i det motoriska centret fångar upp alla nervsignaler som behövs för att utföra önskan om att röra armen.
3. Hjärnans önskan kodas om till instruktioner
De tunna ledningarna leder till ett datorchip. De elektroniska kretsarna kodar om nervsignalerna till elektriska impulser som skickas vidare till en robotarm. När patienten tänker på att röra armen instruerar hjärnchippet robotarmen att lyssna.
4. Robotarmen rör sig
De elektriska impulserna från hjärnchippet aktiverar robotarmen vilket får den att röra sig. I framtiden kan tekniken leda till att patienter med förlamning i armen kan styra en mekanisk arm.
Andra utmaningen: Garantera säkerheten
Tidigare studier har visat att elektroder kan skada eller döda hjärnvävnad, bilda ärrvävnad, transportera in bakterier i hjärnan eller gå sönder.
4,6 procent av elektroder som opereras in i hjärnan leder till infektion eller att enheten går sönder. Det visar en studie.
Andra projekt använder lösningar som inte behöver bäddas in i kraniet eller så använder de artificiella elektroder av mänsklig vävnad. Det ger konkurrenterna en fördel när det gäller säkerheten i jämförelse med Neuralink.
The Link är 8 x 23 millimeter och kopplar 1 024 elektroder till hjärnan som var och en registrerar aktivitet i upp till fyra hjärnceller. Hjärnan innehåller 86 miljarder hjärnceller, men hur många Neuralink behöver mäta för att fungera har företaget inte avslöjat.
Tredje utmaningen: Förstå sjukdomarna
Elektroder direkt i hjärnan, så kallad deep brain stimulation, har redan använts i behandling av exempelvis Parkinsons sjukdom.
Men sjukdomarna på Neuralinks att göra-lista, däribland depression, autism och sömnlöshet, är ytterst komplexa och neurologer förstår sig ännu inte helt påsjukdomarna – och vet i än mindre utsträckning hur de ska behandlas.