טרי היה בשיא הקריירה, זמן קצר אחרי שהפך לשותף בחברה שבה עבד, כשהדיבור שלו התחיל להשתבש בארוחות עסקיות. אשתו התבדחה ושאלה כמה יין שתה, והוא השיב שלא נגע בכוס. ההסבר האמיתי היה ALS (טרשת צדדית אמיוטרופית). הצורה שבה חלה נקראת בולברית (על שם החלק התחתון של גזע המוח, ששולט בשרירי הדיבור והבליעה), והיא תוקפת קודם כול את השרירים האלה. קולו נחלש בהדרגה עד שנעלם, והוא נאלץ לפרוש מעבודתו.
באמצע ספטמבר פרסמה נוירלינק, חברת ממשקי המוח-מחשב של אילון מאסק, סרטון קצר שבו טרי פונה לאשתו ואומר לה "אני אוהב אותך". השפתיים שלו לא זזו, והקול יצא מרמקול של מחשב, אבל זה היה הקול שלו, או ליתר דיוק שחזור ממוחשב שלו, שנבנה מהקלטות שקדמו למחלה. במוחו הושתל שבב של החברה, שקלט את הפעילות העצבית בכל פעם שניסה לדבר, ותוכנה תרגמה אותה למילים.
סיפורו של טרי - והשבב שהחזיר לו את היכולת לדבר
(צילום: Neuralink)
במבט ראשון זה נראה כמו קריאת מחשבות, אבל לא על זה מדובר, וגם לא על המצאה של נוירלינק. חוקרים באוניברסיטאות עושים את זה כבר כמה שנים. השאלה המעניינת באמת היא אחרת: האם אפשר להוציא את היכולת הזאת מהמעבדה ולהפוך אותה למשהו שאדם חי איתו כל יום, במשך שנים.
בין רעיון לקול
דיבור הוא אחת הפעולות המורכבות ביותר שהמוח מבצע. לפני שמשפט יוצא מהפה, המוח בוחר מילים, מרכיב מהן משפט, מתכנן את הצלילים ומפעיל בתזמון מדויק עשרות שרירים בשפתיים, בלשון, בלסת, בגרון ובמערכת הנשימה. בתכנון שותפים אזורים באונה המצחית, והביצוע עובר דרך קליפת המוח המוטורית, ששולטת בתנועות העדינות של איברי הדיבור.
ב-ALS השרשרת הזאת נקטעת. המחלה פוגעת בתאי העצב המוטוריים במוח ובחוט השדרה, והשרירים מפסיקים לקבל פקודות סדירות. האדם יודע מה הוא רוצה לומר, אבל אין לו דרך להוציא את המילים מהפה. ובכל זאת, כמה מחקרים הראו שגם אצל חולים עם פגיעה קשה בדיבור, קליפת המוח המוטורית עדיין מייצרת פעילות מובחנת בכל פעם שהם מנסים לדבר. כאן נכנס לתמונה ממשק המוח-מחשב: במקום לחכות שהפקודה תגיע לשרירים, הוא מיירט אותה בדרך, בקליפת המוח עצמה, ומעביר אותה למחשב. גם השבב של טרי הושתל באזור הזה.
והתוצאה, מדהימה
(צילום: Neuralink)
המוח לא משדר מחשבות בערוץ אחד שאפשר פשוט להאזין לו. כל תא עצב שולח אותות חשמליים זעירים, ואלקטרודה שממוקמת סמוך אליו יכולה לקלוט אותם. אבל המידע החשוב לא נמצא בתא בודד, אלא בדפוס שיוצרת פעילות משותפת של מאות ואלפי תאים. לכן משתילים מערך של אלקטרודות, ומחפשים בפעילות שהן קולטות דפוסים שחוזרים בכל פעם שהאדם מנסה להגות צליל מסוים או מילה מסוימת.
וכאן צריך לדייק. כשאומרים שמערכת כזאת "מפענחת דיבור", לא ברור מה בדיוק היא מפענחת: את המילה שהאדם מתכוון אליה, את הצלילים, או את התנועות שהלשון והשפתיים היו אמורות לבצע. רבות מהמערכות המתקדמות היום נשענות על האפשרות האחרונה. הן מקליטות מהאזור שמתכנן את תנועות הדיבור, מתרגמות את הפעילות קודם כול לפונמות (יחידות הצליל הבסיסיות של השפה), ורק אחר כך מרכיבות מהן מילים.
מילון אישי בין המוח למחשב
את התרגום עצמו מבצעת בינה מלאכותית. מודל ממוחשב לומד, מתוך הרבה מאוד דוגמאות, איזה דפוס של פעילות עצבית מופיע כשהאדם מנסה להגות כל פונמה. לצדו פועל מודל שפה, מאותו סוג שמפעיל צ'אטבוטים, שבוחר את המשפט הסביר ביותר גם כשהאותות מהמוח מתאימים לכמה אפשרויות. זה דומה למה שכולנו עושים כשאנחנו שומעים רק חצי מילה בחדר רועש, ומשלימים את החסר מההקשר.
המערכת, אם כן, לא קוראת מחשבות. היא לומדת, בשיטות סטטיסטיות, מעין מילון אישי בין הפעילות העצבית של אדם מסוים לבין מה שהוא מנסה לומר. הדפוס שמייצג ניסיון לומר מילה אצל אדם אחד שונה מהדפוס אצל אדם אחר, ולכן כל מערכת צריכה תקופת אימון מול המשתמש שלה. לפי נוירלינק, טרי אימן את המערכת בהתחלה כשניסה להניע את השפתיים ככל שגופו אפשר, ובהמשך רק אמר את המילים בלבו.
ד"ר דניאל זרחיןצילום: בן היימברגב-2019 הראתה קבוצתו של הנוירוכירורג אדוארד צ'אנג מאוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו (UCSF) שאפשר לשחזר מפעילות קליפת המוח את תנועות איברי הדיבור ולהפיק מהן דיבור מסונתז. הנבדקים היו חולי אפילפסיה, ואשר אלקטרודות הונחו על מוחם כדי לאתר את מוקד ההתקפים. ב-2021 עשתה אותה קבוצה את הצעד הבא, עם גבר שאיבד את יכולת הדיבור ואת השליטה בארבע הגפיים בעקבות שבץ בגזע המוח. החוקרים פענחו מפעילות מוחו מילים ומשפטים כשניסה לדבר, אם כי מתוך אוצר מוגבל של 50 מילים בלבד.
ב-2023 פורסמו ב-Nature, באותו יום, שני מחקרים שסימנו קפיצת מדרגה בתחום. בסטנפורד פענחו את ניסיונות הדיבור של חולת ALS בקצב של 62 מילים בדקה, באמצעות אלקטרודות שהוחדרו לרקמת המוח. ב-UCSF הגיעו ל-78 מילים בדקה אצל אישה ששותקה בעקבות שבץ, באמצעות מערך צפוף של אלקטרודות שהונח על פני קליפת המוח, בלי לחדור לרקמה. לשם השוואה, בשיחה רגילה אנחנו מדברים בקצב של כ-150 מילים בדקה.
טרי רגעים לפני הניתוח
(צילום: Neuralink)
ב-2024 דיווחה קבוצה מאוניברסיטת קליפורניה בדייוויס (UC Davis) על קייסי הארל, חולה ALS, שהמערכת שלו פענחה מילים מתוך אוצר של 125 אלף מילים בדיוק של 97.5%. שנה אחר כך הציגה אותה קבוצה מערכת שהפיקה את קולו כמעט בזמן אמת, כולל אינטונציה: הארל יכול היה לשאול שאלה, להדגיש מילה ואפילו לשיר מנגינות קצרות.
המערכת לא קוראת מחשבות. היא לומדת, בשיטות סטטיסטיות, מעין מילון אישי בין הפעילות העצבית של אדם מסוים לבין מה שהוא מנסה לומר. הדפוס שמייצג ניסיון לומר מילה אצל אדם אחד שונה מהדפוס אצל אדם אחר, ולכן כל מערכת צריכה תקופת אימון מול המשתמש שלה
העיקרון כבר הוכח. השאלות הפתוחות הן של מהירות, דיוק, טבעיות, ובעיקר עמידות לאורך זמן.
אז מה בכל זאת חדש?
בעיקר מה שלא רואים בסרטון של טרי: כבלים. ברוב המערכות האקדמיות האלקטרודות מחוברות למחבר שבולט מהגולגולת, ודרכו בכבל למחשב חיצוני. החיבור הזה מאפשר להעביר כמויות גדולות של מידע במהירות ובאמינות, אבל הוא קושר את המטופל לציוד ומשאיר פתח קבוע בעור, עם סיכון לזיהומים.
השבב של נוירלינק, N1, מושתל כולו מתחת לעור, בפתח שנקדח בגולגולת, ומשדר את המידע באופן אלחוטי. הוא נטען בלי מגע, דרך העור, ויותר מאלף האלקטרודות שלו פרוסות על גבי חוטים דקים משערה, שרובוט ייעודי משחיל לתוך רקמת המוח. המטופל הראשון קיבל את השבב בינואר 2024, והחברה דיווחה שלמד להפעיל באמצעותו מחשב, להזיז סמן ולשחק שחמט.
זה אולי נשמע כמו פרט טכני, אבל מבחינה הנדסית זה לב העניין. מכשיר שאדם אמור לחיות איתו בבית צריך לפתור בעיות של סוללה, צריכת אנרגיה, קצב שידור נתונים, התחממות של רקמת המוח, אבטחת מידע ועמידות לאורך שנים.
התוכנה מקריאה את המילים בקול ששוחזר מהקלטות ישנות של טרי
(צילום: Neuralink)
עם זאת, כדאי לזכור מה הסרטון לא מראה. נוירלינק לא פרסמה נתונים מחקריים על מערכת הדיבור שלה: לא ידוע באיזה דיוק היא עובדת, באיזו מהירות, מה גודל אוצר המילים ומה ההשהיה בין הניסיון לדבר לבין הקול. מדובר בניסוי קליני מוקדם, והמכשיר לא אושר לשימוש מחוץ לו. גם הקול של טרי לא יוצא ישירות מהמוח: המערכת מפענחת את המילים, ותוכנת סינתזה של חברת הבינה המלאכותית של מאסק מקריאה אותן בקול ששוחזר מהקלטות ישנות שלו.
וגם בזירה הזאת נוירלינק לא לבד. חברת פרדרומיקס (Paradromics) האמריקנית השתילה ביוני מערכת אלחוטית משלה, מושתלת לחלוטין, באישה בשנות ה-60 לחייה עם מחלה ניוונית של תאי העצב המוטוריים. בספטמבר דיווחה החברה שהמטופלת הפיקה דיבור בזמן אמת ושוחחה בטלפון עם נכדיה. גם אלה נתונים של החברה, ממטופלת אחת.
המבחן האמיתי
מערכת שמפענחת דיבור במשך כמה שעות במעבדה עדיין רחוקה מאוד ממערכת שעושה זאת במשך שנים. המוח אינו מערכת קבועה: האלקטרודות עלולות לזוז מעט ברקמה, סביבן מתפתחת רקמת צלקת, והאותות שהן קולטות משתנים. גם המשתמש משתנה, מסתגל ולומד, ובמחלה כמו ALS גם המחלה עצמה ממשיכה להתקדם. מערכת שהבינה את המוח ביום שני לא בהכרח תבין אותו באותה צורה ביום שני הבא. היא צריכה ללמוד אותו מחדש, שוב ושוב.
בנקודה הזאת כבר יש נתונים ממשיים, אם כי לא מנוירלינק. ביוני פרסמה קבוצת UC Davis ב-Nature Medicine את סיכום השימוש של הארל במערכת בביתו, בלי חוקרים לידו. בתוך כ-22 חודשים מההשתלה הוא השתמש בה יותר מ-3,800 שעות, ובמשך 19 חודשים אמר באמצעותה כמעט שני מיליון מילים, בקצב ממוצע של 56 מילים בדקה. התוכנה התעדכנה ברקע באופן אוטומטי כדי להתאים את עצמה לשינויים, וכשהמטפלים שלו קיבלו אישור לחבר ולנתק את הציוד בעצמם, השימוש היומי הממוצע קפץ מ-3.7 ל-9.5 שעות. עוד לפני כן, באוטרכט שבהולנד, השתמשה חולת ALS במשך כשבע שנים במערכת מושתלת לחלוטין, פשוטה בהרבה, שאפשרה לה לבחור אותיות באמצעות "הקלקות" מוחיות.
השתלת השבב המוחי של נוירלינק - החזון של אילון מאסק
(צילום: Frederic Legrand - COMEO, Aleksandra Sova / Shutterstock.com)
כך שלשאלה אם אפשר לחיות עם ממשק דיבור מוחי כבר יש תשובה חיובית ראשונה, אבל הארל עדיין צריך שיחברו אותו בכבל. נוירלינק ופרדרומיקס מנסות להוכיח שאפשר לוותר עליו, והן יעמדו בדיוק באותו מבחן: האם האותות יישארו יציבים לאורך שנים, כמה אימון חוזר יידרש, האם המערכת תעבוד באמצע שיחה רגילה ולא רק בתרגול, האם תעבוד באותו דיוק אצל אנשים שונים, ומה יקרה כשהמחלה תתקדם.
ומעבר לכל השאלות המדעיות וההנדסיות, יש שאלה אחת פשוטה, ואולי החשובה מכולן: האם טרי יוכל לקום בבוקר ולפתוח בשיחה עם אשתו, בלי לחשוב על האלקטרודות, על האלגוריתם או על המחשב שמאחוריהם. המחשב כבר למד לשמוע את הדיבור שבתוך המוח. עכשיו הוא צריך לעשות את זה בשקט, יום אחרי יום, עד שאף אחד כבר לא ישים לב שהוא שם.
ד"ר דניאל זרחין הוא רופא מתמחה בנוירולוגיה במרכז הרפואי תל אביב, ובעל דוקטורט לפיזיולוגיה ופרמקולוגיה של מערכת העצבים מאוניברסיטת תל אביב
