Key takeaways
- Forskere ved Brown University har utviklet en ny måte å overvåke hjernebølger ved å bruke bittesmå mikrobrikker.
- Oppfinnelsen er det siste trinnet i det raskt utviklende feltet av hjerne-maskin-grensesnitt.
-
Hjernegrensesnittsystemer kan hjelpe pasienter med hjerneskader eller til og med kontrollere bilen din.
Teknologi som lar datamaskiner lese tankene dine kan få et løft av ny forskning.
Forskere har utviklet et system som bruker silisiummikrobrikker til å registrere og overføre hjerneaktivitet til en datamaskin, ifølge en fersk artikkel. Små brikker legges på hjernens overflate eller inne i vevet for å høste flere nevrale signaler enn andre hjerneimplantater. Oppfinnelsen er det siste trinnet i det raskt utviklende feltet av hjerne-maskin-grensesnitt.
"Fullt fungerende grensesnitt for dyp hjernestimulering og kombinert stimulering og opptak er for tiden tilgjengelig og blir iterativt forbedret med stadig økende raffinement, kompleksitet og evner," Dr. James Giordano, nevrologiprofessor ved Georgetown University Medical Center, fort alte Lifewire i et e-postintervju.
"Men alle de tilgjengelige systemene involverer en eller annen form for invasiv nevrokirurgisk implantasjon, og dette er en begrensende faktor, i det minste til en viss grad."
Tankelesere
Forskerne ved Brown University som utviklet de nye brikkene sier at sensorene, k alt "nevrokorn", uavhengig registrerer de elektriske pulsene som lages ved å avfyre nevroner. Brikkene sender signalene trådløst til en sentral hub, som koordinerer og behandler signalene.
I sin studie demonstrerte forskerteamet bruken av rundt 50 nevrokorn for å registrere hjerneaktivitet hos en gnager. Systemet kan en dag tillate opptak av hjernesignaler i større detalj enn eksisterende metoder.
"En av de store utfordringene innen hjerne-datamaskin-grensesnitt er å utvikle måter å undersøke så mange punkter i hjernen som mulig," sa Arto Nurmikko, professor ved Brown's School of Engineering og studiens seniorforfatter, sa i en pressemelding. "Til nå har de fleste BCI-er vært monolittiske enheter - litt som små nålesenger. Vårt teams idé var å bryte opp den monolitten i bittesmå sensorer som kunne distribueres over hjernebarken."
Hjernegrensesnitt kan hjelpe personer med alvorlig motorisk funksjonshemning til å kommunisere lettere og utføre bevegelser som å kle seg, spise og stelle, sa Nicholas Hatsopoulos, en nevrovitenskapsmann ved University of Chicago, til Lifewire i et e-postintervju.
En utfordring er å "utvikle elektroder som er minim alt invasive og kan ta opp fra flere nevroner," sa han.
Driving by Brain Waves
Sjåfører kan også ha nytte av datamaskiner som leser hjernen din. Nissan sa nylig at det jobber med et hjernegrensesnitt aktivert bilkontrollsystem som kan bremse kjøretøyet eller bevege rattet raskere enn sjåførens kroppsbevegelser.
De fleste sjåfører ville imidlertid sannsynligvis motsette seg å ha hjerneimplantater for å overvåke tankene sine. Selskapet Freer Logic har utviklet nevroteknologi innebygd i en bils hodestøtte, en kontorstol, en madrass eller pute.
En av de store utfordringene innen hjerne-datamaskin-grensesnitt er å utvikle måter å undersøke så mange punkter i hjernen som mulig.
Peter Freer, presidenten for Freer Logic, fort alte Lifewire i et e-postintervju at oppfinnelsen har gjennomgått "betydelig testing" av bil- og luftfartsselskaper.
"Den innebygde nevroteknologien overvåker en sjåførs hjerne via et diskret, usett sensorsystem," sa Freer. "Den kan oppdage døsighet og tretthet hos førere, kognitiv belastning, stress, distraksjon og mer for sikkerhet. Den kan brukes til underholdningskontroll i kjøretøy og funksjonskontroller."
Det er imidlertid en lang vei å gå før hjerneberegningsgrensesnitt kan gjøre alt forskerne håper. For eksempel kan nåværende systemer fortsatt ikke fange opp spesifikke aktiviteter til nevrologiske noder og nettverk, sa Giordano.
"Beregningssystemet må oversette og transkribere nevrale signaler, tolke nevrale signalfidelitet, mening og verdi; deretter sende disse signalene til en maskineffektor, og tilbakemelding til de nevrologiske mekanismene for å utvikle en toveis vei, " la han til.
Et annet hinder er å utvikle sensorer implantert i hjernen som kan registrere signaler i årevis uten å bli avvist av kroppen, sa Hatsopoulos.
Hvis de tekniske utfordringene kan overvinnes, kan hjernegrensesnitt brukes til å behandle nevrologiske sykdommer, nevropsykiatriske lidelser og nevrologiske skader, eller "med andre ord for å reparere en "ødelagt hjerne", sa Giordano.
