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 sedang bersiap untuk membuat sejarah.

Bederson, ketua sistem 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 bersiap untuk menjalani kasus reseksi meningioma, yang berarti menghilangkan tumor otak jinak. Bederson mengatakan fokus utamanya adalah selalu 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 mencondongkan tubuh ke depan – beberapa mengintip melalui jendela – untuk menyaksikan Bederson menempatkan empat rangkaian elektroda dari Precision Neuroscience di 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 Elon Musk, CEO SpaceX.

Perusahaan lain seperti Synchron dan Paradromics juga telah mengembangkan sistem BCI, meskipun tujuan dan desainnya berbeda. 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 susunan mikroelektroda yang lebih tipis dari rambut manusia, dan terlihat seperti 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 yang ditempatkan di otak secara real-time tertinggi, menurut Precision. Namun mungkin yang lebih penting, rangkaian tersebut mampu mendeteksi sinyal dari jari masing-masing pasien, yang merupakan jumlah detail yang jauh lebih besar daripada yang dapat ditangkap oleh elektroda standar.

Menggunakan susunan 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 Berg 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 bahwa akses terhadap 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 mendapatkan kembali kontrol motorik halus.

Data ini merupakan tonggak sejarah bagi Precision, namun perjalanan 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 adalah ke-14 kalinya perusahaan tersebut menempatkan susunannya pada otak pasien manusia.

Precision 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 jangkauannya dalam pengaturan klinis, seperti bagaimana alat ini dapat digunakan untuk membantu memantau otak selama operasi. Dalam prosedur ini, ahli bedah seperti Bederson Precision memasangkan array untuk sementara pada pasien yang sudah menjalani operasi otak karena alasan medis.

Pasien memberikan persetujuannya terlebih dahulu untuk berpartisipasi.

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 empat hingga hampir 100 elektroda – jauh dari 4.096 elektroda yang ia siapkan untuk diuji.

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

Pasien yang enggan disebutkan namanya itu sedang tertidur. Tim Bederson telah menghilangkan sebagian tengkorak mereka, 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 mengamankan susunan dalam bentuk busur di sekitar lubang di kepala pasien, menghubungkan kumpulan kabel biru panjang di ujung lainnya ke kereta yang penuh dengan peralatan dan monitor.

Dr. Benjamin Rapoport, salah satu pendiri dan kepala petugas ilmiah Precision, menyaksikan dengan tenang. Setiap prosedur besar mempunyai risiko tertentu, 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 terus-menerus mereda menjadi bisikan yang teredam. Bederson siap memulai.

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

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

Bederson sedang mengerjakan sebagian kecil jaringan otak, yang berarti susunannya harus diposisikan pada sudut yang tepat agar rata. Bayangkan menyusun ujung-ujung empat pita pengukur terpisah dalam area kira-kira seukuran karet gelang. Butuh beberapa 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 tidak nyaman” 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 berguna.

Bederson membandingkan susunannya dengan spageti, dan deskripsinya tepat. Dari pengamatan CNBC, sulit untuk membedakan mana yang terakhir dan berikutnya dimulai.

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

“Dibutuhkan sebuah desa untuk memajukan hal semacam ini,” kata Rapoport.

CNBC meninggalkan ruang operasi saat 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 mengatakan dia memperkirakan kakinya akan pulih dalam waktu sekitar tiga hingga empat minggu.

Rapoport menghadiri operasi khusus ini karena perannya di Precision, namun dia berpengalaman dalam 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 keduanya sudah saling kenal sejak Rapoport masih residensi di Weill Cornell Medicine.

Dr. Thomas Oxley, CEO perusahaan saingannya 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 pada 10 pasien manusia. Ini juga berfungsi setelah 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 finansial di Precision.

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

Rapoport juga membantu mendirikan Neuralink 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 The Wall Street Journal 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 dimulai.

“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 memecahkan kode sinyal gerak dan ucapan secara real time, katanya.

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