Новый чип по своей толщине напоминает лист бумаги, устанавливается в пространство между черепом и мозгом и преобразует поверхность коры в высокоскоростной интерфейс для связи.
Ученые представили систему BISC (Biological Interface System to Cortex) — новое поколение мозговых имплантов, которое напрямую соперничает с проектами уровня Neuralink как по сложности задач, так и по амбициям. Разработчики видят BISC как платформу для лечения эпилепсии, последствий травм спинного мозга, БАС, инсульта и слепоты, а также как основу для будущей разработки для связи между мозгом и ИИ.
Основная идея заключается в том, чтобы сделать связь с нейронами более «широкополосной» и при этом максимально щадящей для тканей. Большинство современных имплантов представляют собой «банку» электроники: массив проводов и микросхем, помещенный в полость черепа или в грудной клетке с кабелями, соединяющими их с мозгом. В случае BISC весь функционал помещается в один тонкий CMOS-чип толщиной всего 50 микрометров и объемом около 3 мм³, который размещается прямо на поверхности коры в пространстве под костью черепа. По словам руководителя проекта Кена Шепарда, такой чип лежит как «кусок мокрой папиросной бумаги» — то есть изгибается вместе с поверхностью и почти не создает механической нагрузки.
Для связи с внешним миром используется два уровня. Чип получает энергию и передает данные на переносную «станцию-ретранслятор», которую можно носить на голове или устанавливать рядом. Между имплантом и этой станцией функционирует специальный сверхширокополосный радиоканал со скоростью до 100 Мбит/с — это как минимум в 100 раз быстрее, чем у ближайших конкурирующих беспроводных нейроимплантов. Далее ретранслятор подключается к любому компьютеру по обычному Wi-Fi, создавая «тоннель» от нейронов до приложений и серверов.
BISC представляет собой не просто аппаратное обеспечение, а полноценную вычислительную платформу. Он обладает собственным набором инструкций и программной архитектурой, предназначенной для работы с алгоритмами глубокого машинного обучения. Высокая пропускная способность позволяет передавать в модели сложные паттерны активности коры и декодировать из них намерения, ощущения или состояния, например, двигательные команды, речевые образы или визуальные сцены. Параллельно система может не только «читать», но и «писать» в мозг: стимулировать отдельные области, что необходимо для восстановления движений, речи или зрения.
Сам чип встраивается под кость с помощью небольшой трепанации и фиксируется на поверхности мозга без проникающих электродов и жестких проводов, которые прикрепляются к черепу. Такой подход минимизирует воспалительную реакцию и деградацию сигнала со временем, поскольку в ткани ничего не выступает и не задевает кору при каждом движении головы. В предклинических моделях BISC был протестирован на моторной и зрительной коре, продемонстрировав стабильную запись и стимуляцию. В настоящее время проводятся короткие интраоперационные исследования у людей: во время плановых нейрохирургических операций имплант временно укладывают на кору, чтобы оценить качество сигнала. Параллельно команда запустила стартап Kampto Neurotech, который будет выпускать исследовательские версии чипа и готовить систему к широкому применению.
Также недавно сообщалось о том, что нейробиологи разработали устройство для светового воздействия на мозг. Подробности в статье.
Фото: hi-tech.mail.ru