อินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์สมอง (BCIs) เป็นอุปกรณ์ช่วยเหลือที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งอาจช่วยให้ผู้ที่มีอาการบาดเจ็บที่สมองหรือกระดูกสันหลังในการเคลื่อนไหวหรือสื่อสารในวันหนึ่ง ระบบ BCI ขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์ฝังที่บันทึกสัญญาณไฟฟ้าในสมอง และใช้สัญญาณเหล่านั้นเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์ภายนอก เช่น คอมพิวเตอร์หรือหุ่นยนต์เทียม
ระบบ BCI ในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้เซ็นเซอร์หนึ่งหรือสองตัวเพื่อสุ่มตัวอย่างเซลล์ประสาทไม่กี่ร้อยเซลล์ แต่นักประสาทวิทยาสนใจระบบที่สามารถรวบรวมข้อมูลจากกลุ่มเซลล์สมองขนาดใหญ่กว่ามาก
ตอนนี้ ทีมนักวิจัยได้ก้าวไปสู่แนวคิดใหม่สำหรับระบบ BCI ในอนาคต ซึ่งใช้เครือข่ายที่ประสานกันของเซ็นเซอร์ประสาทระดับไมโครสเกลไร้สายอิสระ ซึ่งแต่ละตัวมีขนาดเท่ากับเม็ดเกลือ เพื่อบันทึกและกระตุ้นสมอง กิจกรรม. เซ็นเซอร์ที่เรียกว่า "neurograins" จะบันทึกพัลส์ไฟฟ้าที่ทำโดยการยิงเซลล์ประสาทอย่างอิสระและส่งสัญญาณแบบไร้สายไปยังศูนย์กลางส่วนกลาง ซึ่งจะประสานและประมวลผลสัญญาณ
นักวิจัยกล่าวว่าผลการวิจัยเป็นขั้นตอนสู่ระบบที่วันหนึ่งสามารถบันทึกสัญญาณสมองในรายละเอียดที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนซึ่งนำไปสู่ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับวิธีการทำงานของสมองและการบำบัดแบบใหม่สำหรับผู้ที่มีอาการบาดเจ็บที่สมองหรือกระดูกสันหลัง
หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ในด้านการเชื่อมต่อระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์คือวิธีทางวิศวกรรมในการตรวจสอบจุดต่างๆ ในสมองให้ได้มากที่สุด จนถึงปัจจุบัน BCI ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์แบบเสาหิน—คล้ายกับเตียงเข็มเล็กๆ ความคิดของทีมของเราคือการแยกเสาหินก้อนนั้นเป็นเซ็นเซอร์ขนาดเล็กที่สามารถกระจายไปทั่วเปลือกสมองได้ นั่นคือสิ่งที่เราสามารถแสดงให้เห็นได้ที่นี่
ทีมงานซึ่งรวมถึงผู้เชี่ยวชาญจาก Brown, Baylor University, University of California at San Diego และ Qualcomm เริ่มงานพัฒนาระบบเมื่อประมาณสี่ปีที่แล้ว ส่วนแรกจำเป็นต้องลดขนาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับการตรวจจับ ขยาย และส่งสัญญาณประสาทไปยังชิปนิวโรเกรนของซิลิคอนขนาดเล็ก ทีมแรกออกแบบและจำลองอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนคอมพิวเตอร์ และผ่านการทำซ้ำหลายครั้งเพื่อพัฒนาชิปปฏิบัติการ
ความท้าทายประการที่สองคือการพัฒนาศูนย์กลางการสื่อสารของร่างกายและภายนอกซึ่งรับสัญญาณจากชิปขนาดเล็กเหล่านั้น อุปกรณ์นี้เป็นแผ่นบาง ขนาดประมาณนิ้วหัวแม่มือ ติดกับหนังศีรษะด้านนอกกะโหลกศีรษะ มันทำงานเหมือนเสาสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่ขนาดเล็ก โดยใช้โปรโตคอลเครือข่ายเพื่อประสานสัญญาณจากนิวโรเกรน ซึ่งแต่ละแห่งมีที่อยู่เครือข่ายของตัวเอง แพตช์นี้ยังจ่ายพลังงานแบบไร้สายให้กับนิวโรเกรน ซึ่งได้รับการออกแบบให้ทำงานโดยใช้ไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย
เป้าหมายของการศึกษาใหม่นี้คือเพื่อแสดงให้เห็นว่าระบบสามารถบันทึกสัญญาณประสาทจากสมองที่มีชีวิต ในกรณีนี้คือสมองของหนู ทีมวิจัยได้วางนิวโรเกรน 48 เม็ดบนเปลือกสมองของสัตว์ ซึ่งเป็นชั้นนอกของสมอง และบันทึกสัญญาณประสาทลักษณะเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของสมองโดยธรรมชาติได้สำเร็จ
ทีมงานยังได้ทดสอบความสามารถของอุปกรณ์ในการกระตุ้นสมองและบันทึกจากมัน การกระตุ้นด้วยคลื่นไฟฟ้าขนาดเล็กที่สามารถกระตุ้นการทำงานของระบบประสาท การกระตุ้นนี้ขับเคลื่อนโดยฮับเดียวกันกับที่ประสานการบันทึกประสาทและวันหนึ่งสามารถฟื้นฟูการทำงานของสมองที่สูญเสียไปจากการเจ็บป่วยหรือการบาดเจ็บได้
ขนาดของสมองของสัตว์จำกัดทีมที่ 48 นิวโรเกรนสำหรับการศึกษานี้ แต่ข้อมูลแนะนำว่าการกำหนดค่าปัจจุบันของระบบสามารถรองรับได้ถึง 770 ในท้ายที่สุด ทีมงานจินตนาการถึงการปรับขนาดได้ถึงหลายพันนิวโรเกรน ซึ่งจะทำให้ ภาพกิจกรรมของสมองที่ไม่สามารถบรรลุได้ในขณะนี้
มันเป็นความพยายามที่ท้าทาย เนื่องจากระบบต้องการการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายและการเชื่อมต่อเครือข่ายพร้อมกันที่อัตราเมกะบิตต่อวินาที และสิ่งนี้จะต้องทำให้สำเร็จภายใต้พื้นที่ซิลิคอนที่แน่นมากและข้อจำกัดด้านพลังงาน
มีงานอีกมากที่ต้องทำเพื่อให้เสร็จสมบูรณ์ ระบบ เป็นความจริง แต่นักวิจัยกล่าวว่าการศึกษาครั้งนี้เป็นก้าวสำคัญในทิศทางนั้น
ทีมนักวิจัยหวังว่าในที่สุดพวกเขาจะสามารถพัฒนาระบบที่ให้ข้อมูลเชิงลึกทางวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ เกี่ยวกับสมองและการรักษาแบบใหม่ที่สามารถช่วยเหลือผู้ที่ได้รับผลกระทบจากการบาดเจ็บร้ายแรงได้
ข่าว ELE ครั้ง
ELE Times นำเสนอรายงานข่าวอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกอย่างกว้างขวาง เทคโนโลยีและตลาด. นอกเหนือจากการนำเสนอบทความเชิงลึกแล้ว ELE Times ยังดึงดูดผู้ชมที่ใหญ่ที่สุด มีคุณสมบัติเหมาะสม และมีส่วนร่วมสูงในอุตสาหกรรม ซึ่งชื่นชอบเนื้อหาที่ทันเวลา เกี่ยวข้องและรูปแบบยอดนิยมของเรา ELE Times ช่วยให้คุณสร้างประสบการณ์ เพิ่มปริมาณการเข้าชม สื่อสารการมีส่วนร่วมของคุณไปยังผู้ชมที่เหมาะสม สร้างโอกาสในการขาย และทำการตลาดผลิตภัณฑ์ของคุณในเกณฑ์ดี
-
ข่าว ELE ครั้งhttps://www.eletimes.com/author/eletimes'คู่แข่งสำคัญ' ใหม่ใน Everest Group PEAK Matrix สำหรับบริการการแปลงแอปพลิเคชัน
-
ข่าว ELE ครั้งhttps://www.eletimes.com/author/eletimes73% ขององค์กรในอินเดียคาดว่าจะประสบปัญหาการละเมิดข้อมูลประวัติลูกค้าในปีหน้า
-
ข่าว ELE ครั้งhttps://www.eletimes.com/author/eletimesเหตุการณ์ที่ สารกึ่งตัวนำ ยอดขายเพิ่มขึ้นเป็น 29.2% เมื่อเทียบเป็นรายปีในเดือนมิถุนายน
-
ข่าว ELE ครั้งhttps://www.eletimes.com/author/eletimesMeitYStartup Hub ร่วมมือกับ India Accelerator เพื่อส่งเสริมสตาร์ทอัพที่ใช้เทคโนโลยีเป็นหลัก