VIDEO: Brown University vytváří první bezdrátový, implantovaný interface mezi mozkem a computerem

Výzkumníkům na Brown University se podařilo vytvořit první bezdrátový, implantovatelný, dobíjecí, interface mezi mozkem a počítačem s dlouhodobou funkčností. Tyto bezdrátové BCI implantovali prasatům a opicím na více než 13 měsíců, aniž by vznikl problém, a lidské objekty budou následovat. Tady na ExtremeTech jsme se BCI už rozsáhle zabývali, ale historicky tyto bývaly objemné a kabelem propojené s počítačem. To propojení omezovalo mobilitu pacientů a také testování ve skutečném světě, které by výzkumníci mohli provádět.

Bezdrátové BCI od Brownů umožňuje, aby se subjekt pohyboval volně, což dramaticky zvyšuje množství a kvalitu dat, které lze sbírat – místo toho, aby se dívali, co se děje, když opice pohne rukou, vědci nyní mohou analyzovat aktivitu jejího mozku během složitých činností, jako je sháňka potravy nebo sociální interakce. Je jasné, že až bude bezdrátový implantát schválen pro testování na lidech, když se budou moci volně pohybovat – místo aby byli v laboratoři připoutáni ke křeslu – tak to dost zvýší možnosti.

Bezdrátový BCI od Brownů nazdobený hermeticky těsným titanovým pouzdrem vypadá dost jako kardiostimulátor. (Viz: Brain pacemaker helps treat Alzheimer’s disease.) Uvnitř je li-ion baterie a bezdrátová induktivní nabíjecí smyčka, čip, který digitalizuje signály z mozku, a anténa pro vysílání těch neurálních píků do blízkého počítače. Ten BCI je připojený k malému čipu, z něhož ční 100 elektrod, který je v této studii vtělen do somato-senzorického kortexu či motorického kortexu. Těch 100 elektrod produkuje spoustu dat, které ten BCI přenáší rychlostí 24 Mbps v pásmu 3,2 a 3,8 GHz a přijímač je metr od něj. Nabití baterie BCI zabere dvě hodiny přes bezdrátové induktivní nabíjení, a pak má dost šťávy, aby to vydrželo na šest hodin použití.

Jedním z rysů, kterým jsou zřejmě výzkumníci z Brown nejvíce rozjařeni, je to, že spotřeba energie tohoto zařízení je jen 100 miliwattů. Jelikož si toto zařízení nakonec může najít cestu k lidem, tak je šetrná spotřeba energie klíčovým faktorem, který umožní celodenní, vysoce mobilní použití. Je ale zábavné, že článek od výzkumníků upozorňuje, že to bezdrátové nabíjení způsobuje významné zahřátí tohoto zařízení, což „zmírnili kapalinovým chlazením této oblasti studenou vodou během procesu dobíjení, aniž by to mělo pozorovatelný účinek na pohodu zvířat.“ Dalším důležitým faktorem je to, že výzkumníci byli schopni z toho bezdrátového implantátu vytáhnout velice kvalitní „bohatý“ neurální signál – což je dobrým ukazatelem, že to také pomůže v lidské neurovědě, pokud se to zařízení schválí a až se schválí.

Toto bezdrátové vpřed pokroky činící BCI je do velké míry součástí té BrainGate – kterou si výzkumná skupina Brown University dala za úkol pomocí těchto neurologických technologií přinést k lidem. Prozatím je vrcholem práce na BrainGate robotická paže řízené přes přidrátované BCI, pomocí níž se mohou ochrnutí pacienti krmit (video je níže). Ač tato BCI nejsou schválena na použití u lidí (a prozatím nejsou náznaky, že by o schválení usilovali), je to konstruováno konkrétně tak, aby to bylo bezpečné při použití na lidech.

Výzkumníci z Brown mají teď záměr vyvinout další verzi tohoto zařízení, aby jim pomohlo studovat motorický kortex zvířat s Parkinsonovou chorobou. Rovněž pracují na snížení velikosti zařízení, čímž zlepší bezpečnost a spolehlivost a zvýší množství dat, která mohou přenášet – aby nakonec dosáhli cíle vybavit ty s omezenou pohybovou schopností nebo transhumanisty, co si to zvolí, tímto bezdrátovým rozhraním mezi počítačem a mozkem.

Další článek k tématu: MIT objevila umístění paměti: Jednotlivé neurony

Výzkumný článek: doi:10.1088/1741-2560/10/2/026010 – “An implantable wireless neural interface for recording cortical circuit dynamics in moving primates”