Langaton "neurograin" -verkko yhdistää aivojen neuroneihin

Tunnistavat hiukkaset, jotka tallentavat itsenäisesti neuronien tekemät sähköpulssit ja lähettävät signaalit keskelle kallon ulkopuolelle koordinointiin ja käsittelyyn.

"Yksi suurista haasteista aivotietokoneen rajapinnassa on tekniset tavat kokeilla mahdollisimman monta pistettä", sanoi professori Arto Nurmikko. "Tähän asti useimmat aivotietokoneen rajapinnat ovat olleet monoliittisia laitteita, vähän kuin pieniä neuloja. Tiimimme ajatus oli hajottaa, että monoliitti pieniin antureihin, jotka voitaisiin jakaa aivokuoressa. "

Neljän vuoden hankkeessa on ollut kaksi suurta haastetta: elektroniikan kutistuminen hermosolujen havaitsemiseksi, vahvistamiseksi ja lähettämiseksi viljakokoisille siruiksi ja kehittää ulkoisen viestintäkeskuksen vastaanottaa signaaleja jyvistä ja lähetettäväksi niille. Lopullinen vastaanotin on ohut peukalo-tulostuskokoinen laastari, joka kiinnittyy päänahkaan käyttämällä ~ 1GHz kaksisuuntaista transteraanista linkkiä viestinnän ja kontrollin suhteen.

"Tämä työ oli todellinen monitieteinen haaste", sanoi ruskea tutkija Jihun Lee. "Meidän täytyi koota yhteen osaamista sähkömagneettisessa, radiotaajuusviestinnässä, piirisuunnittelussa, valmistuksessa ja neurotieteessä suunnitella ja käyttää neurograin-järjestelmää."

Jyrsijän kokeilussa joukkue sijoitti aivojen aivojen ulkokerroksen jyvät. Neuraalisen stimulaation kokeiltiin sekä tunnistusta, jota hallitsee samalla ulkoisella navalla.

Vaikka vain 48 laitetta, jotka on asennettu jyrsijälle, laskelmat osoittavat jopa 770 laitetta, voitaisiin tukea mukautetun aikajakoisen monipääsyprotokollan avulla. "Viime kädessä joukkue kuvittelee jopa monia tuhansia neurokuvakkeita, jotka tarjosivat tällä hetkellä saavuttamattoman kuvan aivotoiminnasta", yliopiston mukaan.

"Se oli haastava pyrkimys, koska järjestelmä vaatii samanaikaista langatonta virransiirtoa ja verkottumista mega-bittisellä sekunnissa, ja tämä on suoritettava erittäin tiukka piisalueella ja tehonrajoituksissa. Tiimimme työnsi kirjekuoren hajautettujen hermoston implanttien ", Saylorin yliopiston insinööri, joka työskenteli Brown Universityn vieressä Kalifornian yliopiston San Diego ja Qualcomm.

"Toivomme on, että voimme lopulta kehittää järjestelmää, joka tarjoaa uusia tieteellisiä näkemyksiä aivoihin ja uusiin hoitoihin, jotka voivat auttaa ihmisiä, jotka kärsivät tuhoisille vammoihin", sanoi Brown's Nurmikko.

Tutkijat näkevät tämän askeleena kohti järjestelmää, joka Brown Universityn mukaan voisi tallentaa aivosignaaleja ennennäkemättömäksi yksityiskohtaisesti, mikä johtaa aivotoimintaan ja hoitoihin aivojen tai selkärangan vammojen ihmisille.

Langaton hermorajapinta kuvataan "hermoston tallennuksessa ja stimulaatiossa käyttäen mikroimpantsin langattomia verkkoja". Luontoelektroniikan julkaisema paperi tarvitaan koko artikkelin lukemiseen.