유튜브에 올라온 2번째 프레젠테이션과 동시에 새롭게 리뉴얼된 홈페이지는 이전 웹 인터페이스보다 더 깔끔해졌습니다.
이전에는 첫 프레젠테이션 영상, 논문, 신규모집만 달랑 있었는데 조금 더 많은 설명들도 생겼습니다.
하나하나 알아보도록 하겠습니다.
(나름의 의역, 오역이 있을 수 있습니다. 이 포스팅은 전반적인 뉴럴링크에서 소개되는 정보를 알려드리는데 초점을 맞췄습니다)
뇌에 대한 정보를 제공하는 파트입니다
당신의 뇌에는 860억개의 뉴런이 존재합니다
뉴런은 송수신이 가능합니다. 뉴런도 여러 종류가 있지만 일반적으로 3가지 부분을 가지고 있습니다.
: 신호를 받아들이는 dendrite, 신호를 계산하며 soma라 불리는 cell body, 신호를 전송하는 axon이 있습니다.
뉴런은 시냅스를 통해 연결됩니다
당신의 뇌에 있는 뉴런들은 서로서로 연결되어 신호를 보내거나 받아들이게 되는데 이는 시냅스라고 불리는 axon-dendrite 연결에 의해서 이루어지게 됩니다.
뉴런은 전기적 신호를 통해 연결합니다
Action potential은 시냅스가 neurotransmitter를 방출하도록 유도시킵니다. 이러한 작은 분자들은 dendrite의 receptor로 이동하게되고, channel이 열리게 됩니다. 이는 뉴런의 세포막을 가로질러 이동하게 됩니다. 만약 뉴런이 분자들을 정확하게 시냅스 입구로 보낸다면 action potential이 시작됩니다.
우리는 뇌의 전기적 신호를 기록할 수 있습니다.
우리는 action potential을 감지하기 위해 전극을 뉴런 가까이 배치합니다. 많은 뉴런으로부터의 기록은 그 세포들에게서 표현되는 정보를 해석하는데 도움을 줍니다.
이러한 움직임은 뇌의 여러 위치와 관련되어 있습니다. 예를 들어 뉴런은 계획된 움직임을 표현합니다. 보고 듣고 만지고 생각하는 모든것들에 대한 정보를 수송하는 뉴런들이 있습니다.
왜 전극을 바로 뇌에 연결시키는 것이 필요할까요?
EEG같은 비침습적 방식의 기술르 이용한다면 외부에서 neural activity를 모니터링 할 수 있습니다. 이러한 기술은 각각의 채널에서 100만개의 뉴런들의 활성화를 합해서 기록합니다.
한마디로 정확하지 않습니다.
운동경기를 스타디움 밖에 배치된 망원경을 통해 감상한다고 생각해 보세요.
군중들의 고함과 탄성을 통해 당신의 홈팀에게 어떤 좋은 일이나 나쁜일이 생겼다고 말할 수 있을겁니다.
하지만 당신은 점수를 올리는지 훌륭한 플레이를 한건지 구별하는게 꽤나 공들여서 알아낼 수 있을겁니다.
그리고 틀림없이 당신은 개개인이 게임에 대해 말하는 것을 들을 수 없습니다.
뇌로부터 기록되는 것들도 마찬가지입니다: 멀리서 제공되는 몇몇 유용한 기록들, 높은 퀄리티의 정보들, 하지만 적절한 수준의 정보에 도달하기 위해 당신은 근원에 조금더 가까워 져야 합니다.
개개의 뉴런에서부터 나오는 action potential 기록이나 spike 전압이 그것을 의미합니다.
현재까지는, 뇌에 삽입한 전극에 의해서만 가능합니다.
어떻게 신경 자극을 줄 수 있나요?
전류는 근육과 신경에서 활성화가 된다는 지식은 거의 전력에 대한 지식만큼 오래되었습니다.
작은 전류들은 전극에 의해 운송되어지고, 전기장의 변화는 주변 뉴런들에 하나이상의 action potential이 시작되도록 영향을 줍니다.
많은 전극들에서 교차되는 시간순서대로 얻은 자극에 의해 요구하는 감정을 이끌어내는 활성화 패턴 만드는 것이 가능합니다.
예를들어, 손이나 시각자료를 볼때 느껴지는 오브젝트의 감각이 있습니다.
자극은 파킨슨병의 운동장애를 줄이는것과 같이, 신경학적 장애가 발생한 병리학적 활성 패턴을 줄이거나 없앨 수도 있습니다.
뉴럴링크에서 개발한 인터페이스에 대한 파트입니다
Link
우리는 당신이 컴퓨터나 모바일 디바이스로 어디서든지 컨트롤 가능한 첫번째 neural implant를 디자인합니다.
마이크로 스케일의 가닥들은 움직임을 통제하기 위해 뇌에 삽입됩니다.
각각의 가닥들은 많은 전극들을 포함하고 연결되기 위해 삽입되어 링크됩니다.
Link
포장되고 삽입된 디바이스는 처리하고 자극을받고 신경신호를 전송합니다
신경 가닥
각각의 작고 유연한 가닥은 신경신호를 감지하는 많은 전극들을 포함합니다.
충전기
소형의 충전유도기는 삽입되어져 외부로부터 배터리충전이 무선으로 가능하다.
자동화된 신경수술의 정밀성
링크된 가닥들은 매우 우수하고 유연해서 사람이 직접 삽입할 수 없다.
대신에 우리는 신뢰할 수 있고 효과적으로 가닥들 삽입을 정확하게 필요한곳에 할 수 있는 신경수술 로봇 시스템을 개발했다.
뉴럴링크 앱
뉴럴링크 앱은 ios 디바이스에서 제어가 가능하다. 키보드와 마우스를 직접 생각에 의한 뇌의 활성화를 통해 컨트롤 할 수 있다.
뉴럴링크에서 개발한게 무엇인가요?
뉴럴링크는 완전히 통합된 BMI를 개발하는 중입니다.
때때로 당신은 BCI라고 불리는 것을 본 적이 있을지도 모릅니다.
어느쪽이든간에, BMI는 컴퓨터나 다른 디지털 디바이스를 직접 뇌와 연결함으로써 작동이 가능하게 만듭니다.
예를들면, 뇌에서부터 읽어낸 정보를 통해 마비된 사람이 컴퓨터의 마우스나 키보드를 제어할 수 있게 됩니다.
또는 정보는 감각을 복구하듯이 작성해 뇌로 보낼 수 있습니다.
우리의 목표는 현재의 임상적으로 입증된 디바이스보다 더 많은 채널 통신 규모를 적어도 2개이상의 시스템을 개발하는것 입니다.
이 시스템은 안정성이 보장되어야하고 피부를 통해 충분한 무성통신이 되어야 합니다. 그리고 환자들이 집에서 스스로 사용할 수 있어야 한다.
우리의 링크라 불리는 우리의 디바이스는 1024개의 전극을 통해 기록할 수 있고 이러한 규격에 맞춰 고안되어진다.
확장성 BMI만드는 가장 큰 도전은 무엇인가요?
뉴럴링크의 기술은 피실험자를 포함한 몇몇 계속진행하는 연구들을 포함하여 학술 실험실에서 BMI연구를 10년 동안 개발했습니다.
이러한 연구에 사용된 BMI 시스템은 더이상 피부에 구멍을 뚫는 커넥터를 포함한 수백개의 전극들을 가지고 있지 않습니다.
또한, 그것들의 사용은 연구실 기구와 인적자원이 필요합니다.
우리의 도전은 사용자가 집에서 그들 스스로 작동할 수있는 안전하고 효율적인 임상 시스템을 개발하는 한편, 전극의 규모를 확대하는 것입니다.
최근 이 분야의 공학적 진보와 뉴럴링크에서 새로 개발된 기술은 각각의 기술적 허들의 해결책을 얻기 위한 길을 닦는 중입니다.
전극
조직 주변에 전극 호환성을 높이기 위해, 그들은 이웃 뉴런과 마찬가지로 같은 크기의 가능할수록 유연한 스케일 이어야 합니다.
그러므로, 우리는 얇은 메탈과 폴리머로 된 전극을 미세제조합니다.
그러나 그 전극들은 또한 조직의 유동체의 부식에 대한 저항성을 가져야만하고, 전극들은 자극을 받아들일 수 있는 충분한 표면적을 가져야만 합니다.
이러한 기준에 맞추기 위해, 우리는 새로운 미세구조공정을 개발하였고 재료과학의 진보를 가져왔습니다.
이것들은 크기의 증가 없이 효과적으로 표면적이 증가한 전극과 표면이 거친 전극 재료를 위한 부식방지접착막의 통합을 포함합니다.
칩
우리 Link는 리얼타임(실시간)으로 들어오는 신경 정보를 각각의 전극에서 기록된 작은 전기적 신호로 변환이 필요합니다.
뇌의 신경 신호의 크기가 작기 때문에, Link는 고성능 신호 증폭기와 digitizer(디지털화 시켜주는 장치)를 사용해야만 합니다.
또한, 전극의 수가 증가하는 만큼, raw digital signals(아무 처리하지 않은 원 디지털 신호)는 저전려 장치에 업로드 하기엔 너무 많은 정보를 가지게 됩니다.
그래서 스케일링하는 우리 장치는 on-chip(반도체 칩 위에 회로 집적), 실시간 신호 식별과 신경 스파이크 구분이 요구됩니다.
Link에 집적한 Our custom chips는 현재 기술력을 넘어선 급진적으로 줄어드는 각 채널별 칩 크기와 전력소비 같은 목표에 도달합니다.
밀봉된 패키징
Link는 주변조직을 새척하는 액체나 염류로부터 보호되는것이 필요합니다.
감싸는 워터 프루프를 만드는 것은 힘들 수 있지만, 한 채널당 1000개가 넘는 전극을 통과시키는 것이 가능해야하고 구조상으로 뼈를 대신하여 생체적합성 물질로 구성되어져야만 하는 밀봉을 할때 더욱 힘들 것입니다.
이러한 도전을 성공하기 위해, 우리는 패키지의 주요 구성품 각각을 만들고 밀봉하기 위해 혁신적인 기술을 개발 중입니다.
예를들어, 신호 구성품으로써 만들어진 절차에 맞게 복합적인 구성요소의 연결성을 재배치하는것에 의해, 우리는 디바이스 크기를 줄일 수 있고 실수할 만한 가능성을 줄일 수 있습니다.
신경수술
우리의 전극은 너무 품질이 좋아서 직접 조작할 수 없고 너무 유연해서 스스로 뇌에 삽입할 수 없습니다(바늘없이 전극이 달린 버튼을 바느질한다고 생각해보세요!).
아직 우리는 정밀성과 효율성을 가진 그것들을 안전하게 삽입하는것이 필요합니다.
우리의 솔루션은 캘리포니아 대학에서 개발되어진 초기 프로토타입인 새로운 수술 로봇 종류의 기반이 됩니다.
우리는 뇌 표면에 혈관을 피해 단일의 8mm 머리 구멍을 통해 정밀하고 효율적으로 많은 thread 삽입을 가능하게 하는 로봇을 개발하기 위해 로봇 설계, 이미징 시스템, 소프트웨어에 혁신을 일으키고 있습니다.
신경해석
신경 스파이크는 많은 정보들이 들어있지만, 정보는 컴퓨터를 제어를 위한 사용을 위해 해석되어져야 합니다.
학업적 수준의 연구실은 수백개가 넘는 뉴런의 활동으로부터 버츄얼 컴퓨터 마우스를 통제하는 디자인된 컴퓨터 알고리즘을 가집니다.
우리의 장치는 더 큰 규모의 신경들을 연결할 수 있을 것입니다.
우리는 더 정밀하고 자연스러운 컨트롤과 키보드나 게임 컨트롤러 같은 추가적인 버츄얼 장치를 포함하는것을 위해 추가적인 정보를 사용하기를 원한다.
이러한 것들을 성취하기위해, 우리는 통계와 알고리즘 디자인의 최신식 진보를 구축해 나가는 중입니다.
한가지 도전은 새로운 기능이 추가가 포함되면서 시간이 지남에 따라 계속 향상되는 동안 믿을 수 있을 만큼 유지되고 튼튼한 성능을 가진 적응 알고리즘을 만드는 것입니다.
궁극적으로, 우리는 이러한 알고리즘을 저전력이 디바이스에서 실시간으로 운영하기를 원합니다.
얼마나 뉴럴링크 시스템이 다른 BMI 장치보다도 더 심도깊은가?
현재까지 병의 발작 감지와 중단을 위한 장치와 파킨슨병과 같은 신경학적 질병을 대할 수 있는 deep brain stimulation(DBS)를 위한 장치를 포함하는, 인간의 뇌로부터 기록하거나 자극을 주기위한 오직 몇개의 입증된 장치만이 있습니다.
이러한 것들은 뇌와 정보를 주고받기 위함이 아니라 뇌 전체의 활동을 조절하기 위해 고안되어졌습니다.
그러므로, 그들은 오직 적은수의 전극(10개보다 적은)들을 가지고 있으며, 우리의 thread보다 훨씬 큽니다.
예를들어, DBS leads는 오직 4-8개의 전극들을 가지고 있으며 대략 800배 더 큽니다.
BMI 움직임 통제나 감각 회복을 위한 임상적 시도를 실시하고 있는 다른 디바이스도 있습니다.
그러나, 이러한 디바이스들은 몇백개의 전극 이상을 가지고 있는것이 하나도 없고, 그들은 전부 뇌의 표현에 배치되어 있거나 단일의 딱딱한 전극의 배열에 고정되어져 있습니다.
Link는 더 많은 전극의 규모와, 혈관을 피하고 흥미있는 뇌 부위를 가장 잘 커버하기 위해 개별로 배치된 유연한 thread로 고안되어져 있습니다.
우리는 또한 1024개의 뇌로부터 온 정보 채널을 포함한 전례없는 규모를 제공하기 위한 Link를 고안하는 중입니다.
Link는 또한 모든 채널에서 일어나는 실시간 스파이크 감지를 수행할 예정이고, 이러한 데이터는 전부 무선으로 전송될 것입니다.
뇌와 엔지니어링에 대한 파트입니다.
뇌와 일상적인 기술간의 직접적 연결
우리 기술의 초기 목표는 컴퓨터와 모바일 장치를 컨트롤 하는 것을 통해 독립성을 되찾을 수 있도록 마비가 있는 사람들을 돕는 것입니다.
우리 장치는 사람들에게 문자나 음성합성을 통해 더 쉽게 소통할 능력을 주고, 웹상에서 그들의 호기심을 추적하고, 촬영기법, 미술 또는 글쓰기 앱을 통해 그들의 창의성을 표현하기 위해 고안되어졌습니다.
신경공학의 미래
Link는 뇌 인터페이스의 새로운 종류로써의 출발점이다.
우리 기술이 발전함으로써, 우리는 더 많은 뇌 부위와 새로운 신경 정보 종류들에 접근하고 뇌에서 상호연결할 채널을 증가시킬 수 있을 것이다.
이러한 기술은 신경학적 질병의 광역 부위를 다루고, 감각과 운동 기능을 회복하고, 결국에는 우리가 서로간, 세계간, 우리 스스로 상호작용하는 방식을 확장할 가능성이 있다.
시각 피질
우리의 눈으로부터 시각 정보를 처리
청각 피질
소리를 통합하고 인지하는것을 도움
체성감각피질 (눈, 귀 감각 이외의 감각)
촉감 처리를 동무
운동 피질
운동 움직임을 수행하고 계획하는 역할 가짐
Link는 무엇을 하나요?
우리는 천개가 넘는 뉴런과 커넥트 할 Link를 디자인 합니다.
이러한 뉴런들의 활동을 기록할 수 있을 것이고, 실시간으로 이러한 신호를 처리할 수 있을 것입니다, 그리고 정보를 Link로 보낼 수 있을 것입니다.
이 기술의 첫번째 지원으로, 우리는 척추손상을 가진 사람들이 그들의 뇌에서 직접적으로 컴퓨터와 모바일 기기를 통제할 능력을 줌으로써 도울 것을 계획합니다.
우리는 뇌의 움직임 영역의 뉴런 활동을 기록함으로써 시작할 것입니다.
사용자가 그들의 팔이나 손을 움직이는것을 생각함으로써, 우리는 그들의 의도를 해독할 것이고, 블루투스를 통해 사용자의 컴퓨터로 전송될 것입니다.
사용자는 초기에 버츄얼 마우스를 통제하는 법을 배울것입니다.
이후에는, 사용자로써 더 많이 연습하고 우리의 적응 해독 알고리즘은 향상되기 위해 계속 진행됩니다, 우리는 사용자가 키보드나 게임 컨트롤러를 포함해 여러 기기를 통제할 수 있을 것이라고 예상합니다.
누가 Link를 도울 수 있나요?
우리는 우리의 첫번째 지원이 척추손상을 가진 사람들을 위한 컴퓨터 통제가 될 것이라고 예상합니다.
LInk에는 미래에 지원을 위한 많은 다른 가능성이 있습니다.
이것들은 운동과 감각기능, 그리고 신경학적 질병을 처치를 회복하는것을 포함합니다.
Link는 안전한가요?
우리는 아직 임상시험을 시작하지 않았습니다, 그리고 우리는 인간에 대한 안정성 데이터를 확보하지 않았습니다.
그러나 안정성은 계속해서 설계 과정의 핵심이 되어주고 있습니다.
특히, Link는 현재사용되는 BMI 기기 또는 최신 신경 수술과 비교하여 수술과정의 안정성을 향상하기 위한 기술적인 혁신을 포함합니다.
여기 몇개의 예시가 있습니다.
항상 일반적인 마취와 관련된 위험성이 있고, 그 위험성은 절차 시간 단축에 의해 축소되어집니다.
신경수술 로봇은 효율적이고 믿을 수 있는 전극 삽입술을 해냅니다.
또한, 로봇은 23mm 보다 작은 머리의 구멍을 통해 가닥을 삽입하기 위해 설계됩니다.
로봇 수술 도구 제련에 여러가지 발전들이 통합되며, 이것들은 아마 일반적인 마취과정을 없애고 의식이 있는 진정된 상태에서 기기를 심는것이 가능할 수 있습니다.
뇌에 삽입하는 기기는 항상 약간의 출혈 위험성을 동반합니다.
우리는 마이크로 크기의 가닥을 이용함으로써 위험성을 줄일려고 노력하고, 삽입된 바늘의 지름은 대략 뇌의 많은 수의 뉴런크기 정도 입니다.
더욱이, 각각 가닥이 개별적으로 삽입되기 때문에, 우리는 신경 수술 로봇이 혈관이나 뇌 표면가까이에서 일어날 데미지를 피할 수 있도록 설계하고 있습니다.
Link나 미래의 시스템은 건강한 사람들에게도 가치가 있나요?
뉴럴링크는 최근에 의료 기기 만드는것에 초점을 두었습니다.
이 기기들은 넓은 범위에서 부상이나 신경학적 질병을 가진 사람들을 도울 가능성을 가지고 있고, 우리는 다가올 해에 많은 이러한 질병들을 위한 치료법을 발전시키길 기대하고 있습니다.
우리는 기기의 규모가 계속 됨으로써, 우리가 뇌에 더 많은 부분과 연결하기 위해 배움으로써, 우리는 새롭고 우리의 BMI를 위한 의학적 지원 없이 발견할 것이라고 예상합니다.
뉴럴링크의 장기적 관점은 충분할만큼 안전하고 건강한 사람들고 가지고 싶어할만큼 강력한 BMI를 만들것입니다.
Link는 MRI와 호환이 되나요?
우리는 대부분 임상 시설을 포함하여 사용자가 적어도 1.5T 자석보다 더 작은 MRI 스캐너에서 가능하도록 Link를 설계합니다.
기기의 보안을 어떻게 해결할 수 있나요?
우리는 의료 기기가 보안이 필요하다는 것을 이해합니다, 그리고 이러한 장치에 원치 않는 접근을 막기 위해서 심도있는 엔지니어링이 필요합니다.
보안은 강력한 암호화, 방어공학, 그리고 대규모의 보안 감사를 이용해 제품의 모든 층층마다 설계할 것입니다.
원하는 잡 파트에 지원하거나 더 많은 업데이트를 확인 할 수 있는 공간입니다.
댓글