ממשקי מחשב-מוח (BCI) הם אמצעי עזר מתפתחים שעשויים לסייע לאנשים הסובלים מפגיעות במוח או בעמוד השדרה לזוז או לתקשר. מערכות BCI תלויות בחיישנים מושתלים המתעדים אותות חשמליים במוח ומשתמשים באותות אלה כדי להניע מכשירים חיצוניים כמו מחשבים או תותבות רובוטיות.
רוב מערכות BCI הנוכחיות משתמשות בחיישן אחד או שניים כדי לדגום עד כמה מאות נוירונים, אך מדעני המוח מתעניינים במערכות המסוגלות לאסוף נתונים מקבוצות גדולות יותר של תאי מוח.
כעת, צוות חוקרים עשה צעד מרכזי לקראת תפיסה חדשה למערכת BCI עתידית - כזו המעסיקה רשת מתואמת של חיישנים עצביים עצמאיים ומיקרוסקאליים, כל אחד בגודל של גרגר מלח, כדי להקליט ולהמריץ את המוח. פעילות. החיישנים, המכונים "נוירוגנים", מתעדים באופן עצמאי את הפולסים החשמליים שנוצרים על ידי ירי נוירונים ושולחים את האותות באופן אלחוטי לרכזת מרכזית, אשר מרכזת ומעבדת את האותות.
התוצאות, אומרים החוקרים, הן צעד לקראת מערכת שיכולה יום אחד לאפשר הקלטת אותות מוח בפירוט חסר תקדים, ותוביל לתובנות חדשות לגבי אופן הפעולה של המוח וטיפולים חדשים לאנשים עם פגיעות מוח או עמוד שדרה.
אחד האתגרים הגדולים בתחום ממשקי המחשב-המחשב הוא דרכים הנדסיות לחקור כמה שיותר נקודות במוח. עד כה, רוב BCI היו מכשירים מונוליטיים - קצת כמו מיטות מחטים קטנות. הרעיון של הצוות שלנו היה לפרק את המונולית לחיישנים זעירים שניתן להפיץ על פני קליפת המוח. זה מה שהצלחנו להדגים כאן.
הצוות, הכולל מומחים מאוניברסיטת בראון, אוניברסיטת ביילור, אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו וקוואלקום, החלו את עבודות פיתוח המערכת לפני כארבע שנים. החלק הראשון דרש כיווץ האלקטרוניקה המורכבת הכרוכה באיתור, הגברה והעברת אותות עצביים לשבבי הנוירוגריין הזעירים של הסיליקון. הצוות עיצב והדמה לראשונה את האלקטרוניקה במחשב, ועבר מספר איטרציות ייצור לפיתוח שבבים תפעוליים.
האתגר השני היה פיתוח מרכז התקשורת החיצוני לגוף המקבל אותות מהשבבים הזעירים האלה. המכשיר הוא כתם דק, בערך בגודל של הדפס אגודל, שמתחבר לקרקפת מחוץ לגולגולת. זה עובד כמו מגדל טלפון סלולרי מיניאטורי, שעושה שימוש בפרוטוקול רשת לתיאום האותות מהנויוגרנים, שלכל אחד מהם יש כתובת רשת משלו. התיקון גם מספק כוח באופן אלחוטי לנוירוגרנים, שנועדו לפעול באמצעות כמות חשמל מינימלית.
מטרת מחקר חדש זה הייתה להוכיח כי המערכת יכולה להקליט אותות עצביים ממוח חי - במקרה זה, המוח של מכרסם. הצוות הציב 48 נוירו -גרג'נים על קליפת המוח של החיה, השכבה החיצונית של המוח, ורשם בהצלחה אותות עצביים אופייניים הקשורים לפעילות מוחית ספונטנית.
הצוות בדק גם את היכולת של המכשירים לעורר את המוח, כמו גם להקליט ממנו. הגירוי מתבצע באמצעות פולסים חשמליים זעירים שיכולים להפעיל פעילות עצבית. הגירוי מונע על ידי אותו מרכז המתאם הקלטות עצביות ויכול יום אחד לשקם את תפקוד המוח שאבד כתוצאה ממחלות או מפציעות, מקווים החוקרים.
גודל המוח של החיה הגביל את הצוות ל -48 נוירוגריינים עבור מחקר זה, אך הנתונים מצביעים על כך שהתצורה הנוכחית של המערכת יכולה לתמוך עד 770. בסופו של דבר, הצוות צופה קנה מידה של אלפים רבים של נוירוגרנים, שיספקו כרגע תמונה בלתי ניתנת להשגה של פעילות המוח.
זה היה מאמץ מאתגר, מכיוון שהמערכת דורשת העברת חשמל אלחוטית בו זמנית ורשתות במהירות של מגה-ביט לשנייה, ואת זה יש להשיג תחת שטח סיליקון הדוק ואילוצי כוח.
יש עוד הרבה עבודה לעשות כדי להשלים את זה מערכת מציאות, אך חוקרים אמרו כי מחקר זה מייצג צעד מרכזי בכיוון זה.
צוות החוקרים מקווה שבסופו של דבר יוכלו לפתח מערכת המספקת תובנות מדעיות חדשות במוח וטיפולים חדשים שיכולים לסייע לאנשים שנפגעו מפציעות הרסניות.
חדשות החדשות של ELE Times
ELE Times מספק סיקור עולמי נרחב של אלקטרוניקה, טכנולוגיה, והשוק. בנוסף למתן מאמרים מעמיקים, ELE Times מושך את הקהלים הגדולים, המוסמכים והמעורבים ביותר בתעשייה, שמעריכים את התוכן הרלוונטי והפורמטים הפופולריים שלנו בזמן אמת. ELE Times עוזר לך לבנות ניסיון, להניע תנועה, לתקשר את התרומות שלך לקהל הנכון, לייצר לידים ולשווק את המוצרים שלך בצורה חיובית.
-
חדשות החדשות של ELE Timeshttps://www.eletimes.com/author/eletimes'מתמודד מרכזי' חדש ב- Everest Group PEAK Matrix לשירותי שינוי יישומים
-
חדשות החדשות של ELE Timeshttps://www.eletimes.com/author/eletimes73% מהארגונים ההודים מצפים לחוות הפרה של רשומות הלקוחות בשנה הקרובה
-
חדשות החדשות של ELE Timeshttps://www.eletimes.com/author/eletimesגלוֹבָּלִי סמיקונדקטור המכירות זינקו ל-29.2% משנה לשנה ביוני
-
חדשות החדשות של ELE Timeshttps://www.eletimes.com/author/eletimesMeitYStartup Hub משתפת פעולה עם מאיץ הודו לקידום חברות הזנק מבוססות טכנולוגיה