Neben Neuralink, Synchron und Precision Neuroscience gibt es noch weitere Konkurrenten: Blackrock Neurotech, Paradromics und Kernel.

Hirnimplantat

Eine Hand hält ein Hirnimplantat von Precision Neuroscience.

Die Entwicklung von Layer 7

Neurologen und Gehirnforscher verlassen sich seit Jahrzehnten auf Mikroelektroden-Arrays, aber die Technologie hinter diesen Tools ist zunehmend überforderend.

Das Unternehmen Precision Neuroscience hat eine moderne Alternative dafür, die nicht nur eine Größenordnung besser ist, sondern auch weit weniger invasiv ist.

Um zu verstehen, was im Gehirn vor sich geht, reicht manchmal ein EEG oder ein MRT von außerhalb einfach nicht aus —man muss wirklich hinein.

Dazu werden implantierte Elektroden für einen langen Zeitraum verwendet, und Arrays von ihnen werden verwendet, um Informationen von mehreren Punkten innerhalb des Cortex gleichzeitig zu sammeln.

Aber während ein paar Dutzend starke Elektrodenfelder in einem Forschungssetting von unschätzbarem Wert sind, reicht es einfach nicht für so etwas wie eine funktionale Gehirn-Computer-Schnittstelle.

Die Informationsdichte ist zu niedrig, als dass der Patient beispielsweise eine prothetische Extremität kontrollieren oder einen Cursor auf dem Bildschirm bewegen könnte.

Und man kann nicht einfach mehr Elektroden hinzufügen: Weil jede das Gehirngewebe durchdringt und notwendigerweise einen kleinen Schaden verursacht, führt ein Wechsel von einem Array mit 100 zu einem Array mit 1.000 zu einem 10-fachen Schaden.

Die Innovation von Precision Neuroscience

Precision Neuroscience zielt darauf ab, beide Probleme mit der einen großen Innovation zu lösen: ein ultradünnes Elektroden-Arznarr, welches das Gehirn überhaupt nicht durchbohren muss, aber hunderte Male mehr Daten sammeln kann als herkömmliche Arrays.

Es war die Idee vom Neurochirurgen Dr. Ben Rapoport, der das Unternehmen im Jahr 2021 mitbegründete. (Er war zuvor im Gründungsteam von Neuralink.) „Das war sein Lebenswerk“, sagte Michael Mager, CEO von Precision.

„Seine Ansicht war immer, dass man selbst für grundlegende Funktionen eine hohe Elektrodendichte benötigt, und die Technologie muss auf minimalinvasive Weise eingesetzt werden, ohne dass das Gehirn beschädigt wird. Unsere Hoffnung ist es, bis zu Zehntausenden von Elektroden zu skalieren - und man kann nicht einfach immer mehr ins Gewebe eindringen.“

Das Array, das sie entwickelt haben, heißt Layer 7, ein Hinweis darauf, dass der Cortex selbst sechs Schichten hat.

Ein einzelnes Layer 7-Array ist etwas größer als ein Miniaturbild, aber es hat 1.024 Mikroelektroden darauf und produziert eine Dichte, die hunderte Male besser ist als das, was heute im Allgemeinen verwendet wird.

Und sie sind so konzipiert, dass sie selbst in Arrays verwendet werden können, was im Wesentlichen über eine Region des Gehirns kippt.

Diese Fähigkeiten und Spezifikationen sind beeindruckend, aber es ist vielleicht noch wichtiger, dass die Schnittstelle ohne eine Kraniotomie implantiert werden kann —also mit einer offenen Gehirnoperation.

Das super-dünne filmbasierte Layer 7 kann durch einen kleinen Schnitt im Schädel eingeführt werden - immer noch eine Gehirnoperation, aber eine viel weniger invasive Technik, die nicht einmal Vollnarkose erfordert.

Allein Millionen Menschen in den USA leiden an Schlaganfällen, TBI [traumatische Hirnverletzungen], degenerativen Krankheiten... aber für diese Patienten gibt es wirklich keine medizinischen Lösungen, die man über die Physiotherapie hinaus anbieten kann.

„Es gibt zwei breit angelegte Fälle“, erklärte Craig Mermel, Chief Product Officer. Stimulation des Gehirns und eine Zwei-Wege-Schnittstelle ist eine davon, sagte er, aber immer noch sehr experimentell.

"Was wir tun, die von der Forschung unterstützt wird, ist mehr auf der Seite Rekord und Dekodieren, um Informationen von Menschen mit Epilepsie oder Schlaganfall zu lesen und Absichten in Motor- oder Sprachausgabe zu übersetzen."

Diese Fähigkeit wird seit Jahren in anderen Zusammenhängen untersucht und erfolgreich demonstriert, aber der Stillstand ist, dass die Implantate selbst „immer noch forschungsfähig sind“, sagte Mermel.

"Niemand hat dies in ein klinisches Gradsystem gesteckt, von dem Patienten potenziell profitieren könnten."

Das Layer 7 schadet dem Gehirn nicht, und es ist ein unglaublich wichtiger Aspekt des Systems. Jedes Gerät hat eine Lebensdauer, und man muss es ersetzen. Die Tatsache, dass die Schnittstelle reversibel ist und das Gehirn intakt bleiben kann, reduziert das Risiko für den Patienten.

Viele werden sich fragen, wie es im Vergleich zu Neuralink, dem von Elon Musk finanzierten Unternehmen für Gehirn-Computer-Schnittstellen steht?

Ein wichtiger Unterschied ist, dass Neuralinks Ansatz immer noch eine Kraniotomie und hirndurchdringende Elektroden umfasst — obwohl feiner und empfindlicher, wie sie derzeit verwendet und über Roboter implantiert werden.

Aber Precision Neuroscience hält das Unternehmen eher für einen Kollegen als einen Konkurrenten. "Ehrlich gesagt, sind es verschiedene Ansätze, die für verschiedene Situationen optimal sind", sagt Mager. "Dies wird kein Gewinner-Take-all-Markt sein. Es gibt Platz für mehr als eine Firma."

¶¶

Die Finanzierung von Precision Neuroscience

Die 41-Millionen-Dollar-Runde wird es Precision Neuroscience ermöglichen, weiterhin auf seine FDA-Zulassung hinzuarbeiten und den Layer 7-Stack weiter zu entwickeln.

Die Runde wurde von Forepont Capital Partners angeführt. Mubadala Capital, Draper Associates, Alumni Ventures, re.Mind Capital, Steadview Capital und B Capital Group.

Relativ langen Zeithorizonte sind in der Medizin üblich, aber weniger in Venture-Backed-Startups.

Aber trotz der Herausforderungen und der Zeit gibt es eine Gruppe von Investoren, die nicht unbedeutend ist, die sich dafür freuen, in Unternehmen zu investieren, die einen wesentlichen Einfluss auf die menschliche Gesundheit haben und auch ein großes Unternehmen aufbauen —nicht in zwei drei Jahren, sondern in 10 Jahren.

Eine der größten Herausforderungen beim Bau eines Gehirnimplantats, ist die große Aufgabe, sowohl die Anwendungen als auch die Sicherheit zu garantieren, bevor es auf den Markt geht.

Und sie können nicht einfach das Gadget bauen - es muss verteilt, unterstützt, dokumentiert werden. "Es ist nicht nur das Array, sondern die Software - die Raffinesse des maschinellen Lernens ist ein Muss, um wirklich leistungsstarke BCI zu fahren.

Es ist ein Full-Stack-Produkt, das ein interdisziplinäres Team benötigt, um sich zu entwickeln", sagte Mager. „Und dann muss man es durch den FDA-Regulierprozess bringen.“

Sie hoffen, ihren 510K-Antrag innerhalb des Jahres in dieser Richtung bei der FDA einzureichen und bereit zu sein, zu gehen, wenn die Behörde grünes Licht gibt.

Längerfristig beweist der Plan die Sicherheit der semi-permanenten Implantation: die Art, in der jemand das Implantat jeden Tag jeden Tag für ein Jahr von zu Hause oder auf Reisen verwenden könnte.

Das ist ein anderes Risikoprofil und ein strengeres Zulassungsverfahren. Stephanie Rider von Precision untersucht das Layer 7- Implantat.

Weitere Themen

(•) Hersteller von Gehirn-Computer-Schnittstellen