Крихітні датчики-імплантати-основа майбутніх високоефективних нейрокомп’ютерних інтерфейсів

140

На сторінках нашого сайту ми часто розповідали про різні варіантахнейрокомп’ютерних інтерфейсів (brain-computer interface, bci), які виступають сполучною ланкою між комп’ютером і головним мозком людини. Такі інтерфейси вже використовуються для відновлення втрачених функцій у людей з обмеженими можливостями, для реалізації технологій так званого “мислеуправління” різними пристроями і т. П. І в майбутньому такі інтерфейси можуть стати ще більш ефективними завдяки розробці нових крихітних датчиків-імплантатів.

Максимальна ефективність нейрокомп’ютерного інтерфейсу досягається тоді, коли спеціальні електроди впроваджуються безпосередньо в головний мозок або інші ділянки нервової системи. Кожен з таких електродів здатний стимулювати або контролювати електричну діяльність декількох сотень нейронів, розташованих в безпосередній близькості. Але в мозку людини міститься близько 86 мільярдів нейронів і для збільшення якості роботи нейрокомп’ютерного інтерфейсу потрібно введення безлічі електродів, зазвичай сформованих у вигляді спеціальних матриць.

Кілька років тому група вчених з університету брауна, техаського університету, каліфорнійського університету в сан-дієго і компанії qualcomm почала разработкуальтернативного рішення, що дозволяє отримати більшу ефективність і більшу роздільну здатність bci-інтерфейсу. Розроблене ними рішення, отримало назву нейрогранули, які є мікроскопічними датчиками-імплантами, розмір кожного з яких не перевищує розмірів крупинки солі.

Після впровадження нейрогранули з’єднуються один з одним за допомогою бездротових технологій і формують єдину мережу. Обмін даними із зовнішнім світом і постачання енергією цієї мережі здійснюється за допомогою тонкоплівкового пристрою, розміром з відбиток великого пальця, здатного приймати сигнали і передавати сигнали певним нейрогранулам, які виконують електричну стимуляцію розташованих поруч нейронів.

В якості експерименту вчені впровадили 48 нейрогранул в поверхню кори головного мозку піддослідного гризуна. Після цього вчені виконали запис характерних нейронних сигналів, пов’язаних з певним видом діяльності мозку, і відтворити цю ж саму діяльність,”прокрутивши” зроблені записи.

На нинішньому рівні реалізації дана технологія дозволяє створювати мережі з 770 нейрогранул. Але подальше вдосконалення цієї технології дозволить впроваджувати в мозок тисячі і десятки тисяч датчиків, що дозволить отримати недосяжну на сьогодні ступінь контролю нейронної діяльності і стимулювання нейронів.

ключові слова: інтерфейс, нейрон, мозок, комп’ютер, датчик, імплантат, нейрогранули, мережа

першоджерело

інші новини по темі:

Нова технологія зйомки дозволяє побачити електричну діяльність тканин …

Нова технологія виготовлення нанопроводів значно полегшить процес …

Створено новий нейрочип, здатний “маскуватися” під нервові клітини і зап …

“wi-fi”-наночастинки можуть передавати сигнали прямо з глибин головного мо …

Hitachi представляє абсолютно нову систему мислеуправління.