Невротехнолог от IMEC пред Dir.bg и 3E-news: Рано е за чипиране - още не знаем как протича мисълта

Доц. Димитър Проданов е медик и информатик, изследовател в IMEC и ИИКТ на БАН. Започва научната си кариера в Нидерландия, става стипендиант на Международната организация за изследване на мозъка (IBRO), провежда изследвания в областта на невронауките в белгийски университети, а от 2008 г. е на научна работа в Interuniversity Microelectronics Centre - IMEC, където изследва дълбокомозъчна стимулация и записи с висока плътност от мозъка. Асоцииран изследовател е в института Neuroelectronics Research Flanders. Доц. Проданов има приноси за 2 патента и множество разработки в сферата на нанотехнологиите, изчислителната биология и терапевтичната модулация на мозъчната активност. От 2009 г. работи и в новата научна област „невроинформатика“, а от тази година ръководи проект VIBraTE на ЕК, по който заедно с екип от Института по информационни и комуникационни технологии (ИИКТ) на БАН ще изследва взаимодействието на мозъка с имплантирани електроди. Той разказа пред Dir.bg и 3E-news как се правят мозъчни имплантации, сподели вижданията си за чипирането, бързото развитие на невротехнологиите и феномена на човешката мисъл:

Доц. Проданов, наскоро FDA даде зелена светлина на Илън Мъск експериментално да чипира хора, задават ли се киборгите?

Илън Мъск с неговата компания Neuralink отдавна искат да четат мисли, искат да имплантират контролирани устройства с помощта на инвазивен Brain-компютърен интерфейс. Фактически FDA му дават разрешение не точно за “чипиране”, а само да проведе клинично изпитване с пациенти. Това не значи, че ще е успешно и че ще получи пълно одобрение. Мъск тепърва трябва да направи конкретен експериментален дизайн. Това, което засега не е ясно, е за каква болест ще изпробва имплантируемото си устройството – дали ще бъде за слепота, дали за някаква моторна парализа, дали за множествена склероза или друго. Той в презентациите си за широката публика малко на ангро ги говори нещата, но когато се прави изпитание, той трябва да докаже, че неговото устройство действително дава полза за пациента, защото резултатът се определя от съотношението риск – полза. Ако той не си подбере правилно целевата група от пациенти или заболяванията, може да се провали изпитването и да не може  да се докаже, че имплантирано устройство е по-добър вариант, отколкото състояние без интервенция или пък приложение на някакъв вид консервативна терапия.

Мъск и Neuralink, която се занимава с имплантите, дълго време не можеха да вземат разрешение за опити върху хора. Не очаквах, че толкова бързо ще успеят. Това е добър успех за този момент, защото те преодоляха съмнението на FDA в безопасността на техните устройства. Това е първият праг - да докажеш, че устройствата по принцип са безопасни, после трябва това да се докаже при клинично изпитване. Тъй като има търговска тайна, много неща няма да се кажат. С дизайна, вероятно ще са готови в рамките на няколко месеца, но след това ще трябва да набират пациенти. След известно време трябва да направят междинни анализи и независими експерти да кажат има ли смисъл да се продължава с изпитанието. Това  е дълъг процес, поне 2 – 3 години е времевата рамка.

Какво представляват мозъчните импланти на Мъск?

Приличат на малка монета – едно кръгче-платка с гъвкави електроди. Голямата му иновация към момента, е хирургичният робот, който прави имплантацията бърза и възпроизводима. Предполагам, че има доста патенти в това устройство, не е само роботът. Той е изработен, според мен от зор, защото хирурзите нямат такава производителност и прецизност на техниката, а и трябва да се обучават. По метода на проби и грешки при опитите с животните, Neuralink  са се убедили, че им трябва робот, който да прави тези имплантации и са го разработили. Впрочем, те в последните 2 – 3 години няколко пъти си сменят дизайна на устройството. Първо тръгнаха с по-твърди електроди, но вече са изцяло гъвкави с платка колкото монетка.

Вие сте част от научния екип по невротехнологии на Междууниверситетския център за микроелектроника IMEC, споделете IMEC имат ли идеи да се конкурират с Мъск?

Не съвсем, защото Мъск може да генерира много солиден финансов ресурс, все пак той е един от най-богатите хора на планетата, така че за него не е проблем да инвестира милиарди за няколко години, така че идеята да се реализира. Докато IMEC първо, разработва много паралелни технологии с много партньори – университети и фирми и второ, е доста по-консервативен в риска. Въпросът каква посока да се избере е стоял няколко пъти в кариерата ми в IMEC и винаги надделяват аргументите, че е по-добре ние да се фокусираме само върху технологията, а да оставим медицинските аспекти, биологичните аспекти на фирми, групи и университетски лаборатории, което дава доста предвидим хоризонт за развитието на имплантите, но от друга страна намалява и потенциалните ползи.

Обнадеждаващ ли е досегашният опит?

На откриването на Световната купа по футбол 2014 г. в Бразилия видяхме красноречив резултат от школата на проф. Мигел Николелис - негов пациент, парализиран от кръста надолу, благодарение на екзоскелет и съответна нервно-мозъчна стимулация успява да стане от инвалидната количка и да ритне топката. Инвазивни и неинвазивни невротехнологии помагат за рехабилитацията след инсулти, депресии, болки и очакванията са да доведат до нови методи за лечение на Паркинсон, епилепсия и много други болести. В зависимост от приложението, технологиите са различни - интерфейсът човек – компютър записва мозъчните сигнали и ги предава на външно командно устройство за обратна връзка; има  различни невронални протези - кортикални, слухови, ретинални, моторни; невромодулация,  гръбначно-мозъчна модулация… Мозъчните импланти също са различни, според целта - дълги пръчковидни, четковидни и гребеновидни електроди за дълбокомозъчна стимулация и др.

Един от проблемите е, че мозъкът е много по-мек от всичките електроди, дори от гъвкавите, от друга страна ако електродът е твърде мек, трудно ще се имплантира, освен чрез специална конструкция за имплантацията. Някои колеги използват електроди, които се навиват като фунийка и се слагат в игла - фактически мушкат иглата, след което я махат и остава самият електрод – прилича на инжекция. Това се пробва на опитни плъхове в експериментални университетски разработки. При нас има една група, която работи с електроди, които се разтварят като чадърче в мозъка.

Някои разработки отдавна са комерсиализирани. Най-разпространеният имплант е песмейкърът и всички останали копират неговите компоненти, а най-успешните досега протези са слуховите. Набират популярност различни неинвазивни устройства като шлемове за ЕЕГ-стимулация, които са в свободна продажба. Екзоскелети се използват при тежка физическа работа и във военното дело и там четене на желания за действие с ЕЕГ шапка и мускулни електроди е лесно постижимо. Използват се не само в Щатите и дали ще се контролират с имплант или с шапка с електроди, с гласови команди или с мимики на лицето дори, е вече технологично решение - по различни начини може да стане. Коментира се в средите на трудовата медицина за по-широко използване за тежка физическа работа, а във военното дело докъде са стигнали не съм запознат.

Това ли е пътят – първо чипове срещу болест или недъг и после – за свръх способности и закачане в облак?

Ми той Мъск има тези идея да върже хората с компютър. Аз лично съм доста скептичен, тъй като ние въобще не знаем как протича мисълта. Някои колеги електрофизиолози говорят за “енграми” – за една последователност от неврони, които импулсивно се активират, обаче може да е нещо съвсем различно. Може да е взаимодействие на някакви вълни на възбуждането. И ако е вълново взаимодействие, то е по-нелокализирано, не е точно в една точка, че да можем да прочетем някаква мисъл, трябва да запишем глобалната активност. Така че преди да се изясни електрофизиологичния феномен, трудно може да се избере технология. Винаги ще има обосновани предположения със съответната технология, която се базира на това предположение, но какво ще се окаже накрая незнаем.

Като гледаме големия бум с ChatGPT, ако и идеите на Мъск получат такова приложение, няма ли да стане опасно?

То опасно ще стане още преди това, защото имплантите ще могат да четат всевъзможни данни, т.е. няма нужда да ви четат мисълта, достатъчно е да регистрират физиологични параметри, които корелират с нива на стрес, на възбуда, на потиснатост и т.н. и това нещо като се съпостави с поведенчески данни и активност – къде се намира човекът в момента, какво прави, може доста добра картина да се реконструира за това какво му става в главата.

Това може ли да се прави без хората да знаят?

Може, да – и теоретично, и на практика. Ще ви дам един пример – имаше едно приложение за тичане с едни гривнички Strava – то интегрираше фитнес-гривнички да следят пулса на човека и Strava-та си агрегираха всички данни в света и показаха в Twitter карта - колко са разпространени в света и колко са добри. Да, но това разкри всички бази на американците, защото техните войници обичат да правят джогинг и да си следят параметрите - просто са избрали някаква опция за споделяне на данни при инсталацията и така се е случило. Това се спря в рамките на дни, но информацията изтече в Интернет и всички заинтересовани страни си свалиха картите на Strava. Това беше 2016 – 2017 г. Така че са възможни устройства и в телефони, и в гривни, и в какво ли не – записват какво ли не за вас и го изпращат. Това е един от проблемите на невроетиката. Фактически фирмите използват нашите данни по начин, който не подозираме за какво ще се използва и данните се събират, продават, препродават и това си е етичен проблем.

Смятате ли че е необходим нов регулаторен орган, достатъчен ли е FDA?

Не е достатъчен само FDA. Регулаторната структура не е подходяща, защото има невроетични аспекти какви данни се четат от мозъка. Такъв имплант може да ви чете елементарни физиологични параметри, които да се записват в бази данни. Имате ли достъп до данните, кой ги съхранява, за какво ги използва, можете ли да ги изтриете, кой може да ги изтрие - това са неща, които не са регулирани. Няма нужната система от регулаторни органи, но е необходима и въпросът е в каква форма може да стане.

ЕС сега прави първото в света законодателство за използването на изкуствен интелект, закъсняла стъпка ли е?

Пазарът винаги изпреварва регулаторите и регулирането на дадена дейност винаги е закъсняла стъпка, въпросът е да реши проблема. Първата стъпка на ЕС беше GDPR, която, колкото и да не се признава, беше насочена срещу големите американски компании, които търгуваха с данни на европейци. Следващата стъпка беше за защита на европейското пространство на здравни данни (The European Health Data Space) срещу неоторизирано ползване на медицински данни. Вече третата стъпка е AI Act, който сега се прави.

Изглежда ChatGPT катализира законодателния процес?

ChatGPT е нож с две остриета - зависи как се обучава такъв изкуствен интелект, кой го прави и каква база данни използва. Никой не е наясно, според мен, със заложените цели. Това е един вид социален експеримент и предполагам, че целта му е да се види за какво ще го ползват хората. Защото създателите на тази технология може да предвиждат една употреба, но в обществото да се наложи друга употреба.

Възможно ли е нещо такова да се случи и с имплантите и да започне производство на всевъзможни киборги?

Според мен е по-трудно. Но пък аз съм от страната на технологиите и аз си представям едни неща, обаче хората може да решат да използват за друго тези технологии. Хората са креативни.

Неизбежно ли е чипирането?

Не може да се нарече "чипиране", защото човешката мисъл не е локализирана само в една област на мозъка. Така че четене на мисли с такова устройство аз не си го представям. За да стане т. нар. хипотетично чипиране, ние трябва да четем от много структури на мозъка едновременно. Трябва да го набодем като игленик. Това няма как да стане, че да живее човекът. Ние може да четем някакъв аспект на дейността му. В мозъчната кора има една зона, която се казва премоторен кортекс и ако оттам се записва, можем да познаем, че човекът има намерение да прави нещо, но това нещо зависи от контекста. Трябва да имаме контекстуална информация, за да разберем конкретното намерение.

А перспективата не е ли точно натам – да стане това и да бъде масово?

Ако си говорим за „Матрицата“, това е хубав филм, аз го харесвам, особено първата серия, но е много алегорична. Според мен такива инструменти за контрол са повече на ниво медии и телевизии, отколкото на ниво технологии за импланти. Инструментите за влияние и контрол са на ниво съзнание, те не са на ниво технология, т.е. това, което човек чете, вижда като новини, как му се поднасят нещата има по-голямо значение, отколкото хипотетично, ако някой го чипира и тръгне да му ги слага нещата в мозъка. Ние си ги възприемаме сами. Телевизорът, например, е чудесно средство за контрол – показват ви нещо и ако сте в подходящото емоционално състояние го възприемате, т.е. филтрирането на информацията е доста ефективно средство за контрол и със социалните мрежи хич не е трудно получаването на обратна информация.

Какво се случва – победа на мисълта над физиката или триумф на техниката над човека?

Победа на мисълта. Аз съм склонен да се присъединя към идеите на големия математик Роджър Пенроуз – той точно това казва – че мисълта е водещата. Той  цитира Теоремата на Гьодел, че фактически показва ограничението на една формална система от правила, каквато е изкуственият интелект. Аргументът му е, че по начина на конструкция на доказателството на тази теорема, ние разбираме, че твърдението, което се конструира е вярно, но също така разбираме, че то е извън системата от формални правила до момента. И казва – това нито един формален алгоритъм, съставен само от правила, няма да го разбере в процеса, но всеки математик, който изчете доказателството, ще го разбере. Звучи ми добре.

Теоремата на Гьодел, грубо казано, казва, че една система или има противоречия, или не може да се изгради с краен брой правила, което ще рече, че винаги можем да конструираме твърдение в такава логическа система, което да не може да бъде доказано с предишните правила.

И какво излиза, като прехвърлим нещата към Изкуствения интелект?

И като прехвърлим към изкуствения интелект, ще узнаем къде са му ограниченията като формална система.

А ако той преди нас го научи?

Тук стигаме до въпроса може ли алгоритъмът да мисли.

Те нали си проговориха два от вариантите на ChatGPT, излиза че..?

Ние сме в непозната територия в момента.

СЛЕДВА: Как нова лаборатория в България, под ръководството на доц. Димитър Проданов ще допринася за развитието на невротехнологиите