Pesaing Neuralink Precision Neuroscience menguji implan otak manusia

Saat lampu di ruang operasi di Rumah Sakit Mount Sinai di New York City meredup, Dr. Joshua Bederson bersiap untuk membuat sejarah.

Bederson, ketua sistem untuk Departemen Bedah Saraf di Sistem Kesehatan Mount Sinai, tidak asing dengan jam kerja yang panjang di ruang operasi. Mantan pesenam kompetitif ini telah menyelesaikan lebih dari 6.500 prosedur dalam karirnya, dan dia mengatakan dia memvisualisasikan langkah-langkah untuk setiap prosedur seolah-olah dia sedang berlatih untuk rutinitas.

Pada suatu pagi di bulan April, Bederson sedang mempersiapkan kasus reseksi meningioma, yang berarti dia akan mengangkat tumor otak jinaknya. Bederson mengatakan fokus utamanya adalah merawat pasien, namun dalam beberapa kasus, dia juga dapat membantu memajukan ilmu pengetahuan.

Prosedur ini adalah salah satu kasusnya.

Kerumunan kecil berkumpul saat Bederson duduk di ruang operasi, siluetnya bersinar dari cahaya putih terang yang menyinari pasien di depannya. Petugas kesehatan, ilmuwan, dan CNBC menjulurkan tangan ke depan – beberapa diantaranya mengintip melalui jendela – untuk menyaksikan Bederson memasang empat rangkaian elektroda dari Precision Neuroscience ke permukaan otak pasien untuk pertama kalinya.

Elektroda adalah sensor kecil yang dapat mendeteksi dan membawa sinyal listrik, dan array adalah kisi-kisi elektroda. Ahli bedah saraf menggunakan elektroda selama beberapa prosedur untuk membantu memantau dan menghindari bagian penting otak, seperti area yang mengontrol bicara dan gerakan.

Precision adalah startup berusia tiga tahun yang membangun antarmuka otak-komputer, atau BCI. BCI adalah sistem yang menerjemahkan sinyal saraf dan menerjemahkannya menjadi perintah untuk teknologi eksternal. Mungkin perusahaan paling terkenal di bidangnya adalah Neuralink, yang dimiliki oleh Tesla dan CEO SpaceX Elon Musk.

Perusahaan lain seperti Synchron dan Paradromics juga telah mengembangkan sistem BCI, meskipun tujuan dan desainnya berbeda-beda. Penerapan pertama sistem Precision adalah membantu pasien dengan kelumpuhan parah memulihkan fungsi seperti bicara dan gerakan, menurut situs webnya.

BCI andalan Precision disebut Layer 7 Cortical Interface. Ini adalah rangkaian mikroelektroda yang lebih tipis dari rambut manusia, dan menyerupai selotip kuning. Setiap susunan terdiri dari 1.024 elektroda, dan Precision mengatakan susunan tersebut dapat menyesuaikan diri dengan permukaan otak tanpa merusak jaringan apa pun.

Ketika Bederson menggunakan empat rangkaian produk perusahaan selama operasi pada bulan April, ia mencetak rekor jumlah elektroda terbanyak yang dapat dipasang di otak secara real-time, menurut Precision. Tapi mungkin yang lebih penting, susunan ini mampu mendeteksi sinyal dari jari masing-masing pasien, yang merupakan jumlah detail yang jauh lebih besar daripada yang mampu ditangkap oleh elektroda standar.

Menggunakan rangkaian elektroda Precision seperti mengubah gambar berpiksel dan beresolusi rendah menjadi gambar 4K, kata Ignacio Saez, seorang profesor ilmu saraf, bedah saraf, dan neurologi di Icahn School of Medicine di Mount Sinai. Saez dan timnya mengawasi pekerjaan Precision dengan Gunung Sinai.

“Daripada memiliki 10 elektroda, Anda memberi saya 1.000 elektroda,” kata Saez kepada CNBC dalam sebuah wawancara. “Kedalaman, resolusi, dan detail yang akan Anda dapatkan benar-benar berbeda, meskipun keduanya mencerminkan aktivitas neurologis dasar yang sama.”

Bederson mengatakan mengakses tingkat detail ini dapat membantu dokter lebih berhati-hati dalam melakukan operasi dan intervensi lainnya di masa depan. Bagi Precision, kemampuan untuk merekam dan memecahkan kode sinyal dari masing-masing jari akan sangat penting karena perusahaan berupaya membantu pasien memulihkan kontrol motorik halus.

Data ini menandai tonggak sejarah bagi Precision, namun perjalanannya masih panjang sebelum mencapai beberapa tujuan mulianya. Perusahaan ini masih mengupayakan persetujuan dari Badan Pengawas Obat dan Makanan AS, dan belum melakukan implan pada pasien dengan versi teknologi yang lebih permanen.

“Saya pikir ini adalah langkah kecil menuju tujuan akhir dari antarmuka otak-komputer,” kata Bederson kepada CNBC dalam sebuah wawancara.

Di dalam ruang operasi

Operasi Bederson pada bulan April bukanlah rodeo pertama Precision. Faktanya, ini menandai ke-14 kalinya perusahaan tersebut menempatkan susunannya pada otak pasien manusia.

Precision telah bermitra dengan pusat medis akademis dan sistem kesehatan untuk melakukan serangkaian studi klinis pertama pada manusia. Tujuan dari setiap penelitian berbeda-beda, dan perusahaan mengumumkan kolaborasinya dengan Gunung Sinai pada bulan Maret.

Di Mount Sinai, Precision sedang menjajaki berbagai aplikasi untuk rangkaiannya dalam pengaturan klinis, seperti bagaimana rangkaian ini dapat digunakan untuk membantu memantau otak selama operasi. Dalam prosedur ini, ahli bedah seperti Bederson untuk sementara menempatkan rangkaian Precision pada pasien yang sudah menjalani operasi otak karena alasan medis.

Pasien memberikan persetujuannya untuk berpartisipasi sebelumnya.

Merupakan hal yang rutin bagi ahli bedah saraf untuk memetakan sinyal otak dengan elektroda selama prosedur semacam ini. Bederson mengatakan praktik yang diterima saat ini adalah menggunakan antara empat hingga hampir 100 elektroda – jauh dari 4.096 elektroda yang ia persiapkan untuk diuji.

Array Precision digunakan untuk sebagian kecil dari operasi ini, sehingga CNBC bergabung dengan ruang operasi pada bulan April setelah prosedur tersebut berjalan.

Pasien yang enggan disebutkan namanya itu sedang tertidur. Tim Bederson telah menghilangkan sebagian tengkorak mereka, sehingga meninggalkan lubang seukuran kartu kredit. Empat susunan Precision ditata dengan hati-hati di atas meja di dekatnya.

Setelah pasien stabil, karyawan Precision masuk ke ruang operasi. Mereka membantu memasang susunan dalam bentuk busur di sekitar lubang di kepala pasien, dan menghubungkan kumpulan kabel biru panjang di ujung lainnya ke gerobak yang penuh dengan peralatan dan monitor.

Benjamin Rapoport, salah satu pendiri dan kepala petugas ilmiah Precision, diam-diam memperhatikannya. Setiap prosedur besar mempunyai risiko, namun sikap tenang ahli bedah saraf yang bersuara lembut ini tidak pernah goyah. Dia mengatakan kepada CNBC bahwa setiap kasus baru sama menariknya dengan kasus sebelumnya, terutama karena perusahaan masih belajar.

Bederson memasuki ruang operasi saat persiapan Precision hampir berakhir. Dia membantu membuat beberapa penyesuaian terakhir pada pengaturan, dan lampu di ruang operasi dimatikan.

Obrolan yang terus-menerus diredam menjadi bisikan yang hening. Bederson siap untuk memulai.

Dia memulai dengan secara hati-hati menarik kembali selaput berserat yang disebut dura untuk memperlihatkan permukaan otak. Dia meletakkan strip elektroda standar ke jaringan selama beberapa menit, dan kemudian tiba waktunya untuk menguji teknologi Precision.

Dengan menggunakan pinset kuning yang disebut tang bayonet panjang, Bederson mulai menempatkan keempat rangkaian elektroda Precision ke otak pasien. Dia memposisikan dua susunan pertama dengan mudah, tetapi dua susunan terakhir terbukti sedikit lebih menantang.

Bederson sedang mengerjakan sebagian kecil jaringan otak, yang berarti susunannya harus diposisikan pada sudut yang tepat agar bisa rata. Sebagai referensi, bayangkan menyusun ujung empat pita pengukur terpisah dalam luas permukaan kira-kira seukuran karet gelang. Butuh sedikit konfigurasi ulang, tetapi setelah beberapa menit, Bederson mewujudkannya.

Render aktivitas otak pasien secara real-time ditampilkan di monitor Precision di ruang operasi. Keempat array berfungsi.

Dalam sebuah wawancara setelah operasi, Bederson mengatakan bahwa “rumit” dan “sedikit canggung” untuk menempatkan keempat susunan sekaligus. Dari sudut pandang desain, dia mengatakan dua susunan dengan titik kontak dua kali lebih banyak, atau susunan yang lebih panjang dengan jarak yang lebih besar akan sangat membantu.

Bederson membandingkan susunannya dengan spageti, dan deskripsinya tepat. Dari pengamatan CNBC, sulit untuk mengetahui di mana peristiwa tersebut berhenti dan peristiwa selanjutnya dimulai.

Setelah semua susunan ditempatkan dan secara aktif mendeteksi sinyal, Rapoport dari Precision berdiri bersama timnya di dekat monitor untuk membantu mengawasi pengumpulan data. Dia mengatakan penelitian ini merupakan hasil kerja keras tim dari perusahaan, sistem kesehatan, dan pasien, yang seringkali belum melihat manfaat teknologi pada tahap ini.

“Dibutuhkan satu desa untuk membuat hal seperti ini bisa maju,” kata Rapoport.

CNBC meninggalkan ruang operasi ketika Bederson mulai mengangkat tumornya, namun dia mengatakan kasusnya berjalan dengan baik. Pasien kemudian terbangun dengan kelemahan pada kakinya karena operasi dilakukan pada bagian otak tersebut, namun Bederson memperkirakan kakinya akan pulih dalam waktu sekitar tiga hingga empat minggu.

Rapoport hadir pada operasi khusus ini karena perannya di Precision, tapi dia sangat mengenal ruang operasi di Mount Sinai.

Rapoport adalah seorang ahli bedah dan menjabat sebagai asisten profesor bedah saraf di Fakultas Kedokteran Icahn di Mount Sinai. Rapoport melapor ke Bederson, dan Bederson mengatakan pasangan itu sudah saling kenal sejak Rapoport masih residensi di Weill Cornell Medicine.

Thomas Oxley, CEO perusahaan pesaing BCI, Synchron, juga merupakan anggota fakultas di bawah Bederson. Synchron telah membuat BCI mirip stent yang dapat dimasukkan melalui pembuluh darah pasien. Pada awal Februari, perusahaan telah menanamkan sistemnya ke 10 pasien manusia. Mereka juga sedang berupaya mendapatkan persetujuan FDA.

Bederson memiliki saham ekuitas di Synchron, tetapi dia mengatakan kepada CNBC bahwa dia tidak menyadari seberapa besar hal itu akan menghalanginya untuk berpartisipasi dalam penelitian dengan tim Synchron. Dia tidak memiliki investasi moneter di Precision.

“Saya sebenarnya tidak ingin memiliki kepentingan finansial apa pun pada Precision karena menurut saya Presisi memiliki masa depan yang sama menjanjikannya dan saya ingin memajukan ilmu pengetahuan secepat mungkin,” kata Bederson.

Rapoport juga membantu mendirikan Neuralink milik Musk pada tahun 2017, meskipun ia meninggalkan perusahaan tersebut pada tahun berikutnya. Neuralink sedang membangun BCI yang dirancang untuk dimasukkan langsung ke jaringan otak, dan perusahaan tersebut baru-baru ini menerima persetujuan untuk menanamkan pasien manusia keduanya, menurut laporan dari Jurnal Wall Street pada hari Senin.

Ketika industri BCI memanas, Bederson mengatakan jumlah pemahaman para ilmuwan tentang otak akan “meledak” dalam beberapa tahun ke depan. Perusahaan seperti Precision baru saja memulai.

“Saya benar-benar merasa masa depan adalah tempat yang penuh kegembiraan,” kata Bederson.

Rapoport mengatakan Precision berharap untuk menerima persetujuan FDA untuk versi kabel dari sistemnya “dalam beberapa bulan.” Versi ini, yang dilihat CNBC di ruang operasi, akan digunakan di rumah sakit atau unit perawatan yang dipantau hingga 30 hari, katanya.

Implan permanen Precision, yang akan mengirimkan sinyal secara nirkabel, akan melalui proses persetujuan terpisah dengan FDA.

Rapoport mengatakan Precision berharap dapat menanamkan teknologi versi kabel pada “beberapa lusin” pasien pada akhir tahun ini. Pengumpulan data tersebut akan memberikan perusahaan “tingkat kepercayaan yang sangat tinggi” terhadap kemampuannya dalam memecahkan kode sinyal gerakan dan ucapan secara real-time, katanya.

“Dalam beberapa tahun, kita akan memiliki versi teknologi yang jauh lebih maju,” kata Rapoport.