Mokslininkai pristatė naują, itin ploną smegenų implantą, kuris galėtų pakeisti žmogaus ir dirbtinio intelekto (DI) ryšį. Įrenginys yra beveik popieriaus storio ir veikia belaidžiu būdu. Jis sukurtas tam, kad smegenys galėtų tiesiogiai keistis informacija su kompiuteriais.
Ši sistema vadinama „BISC“ ir turi daugiau nei 65 tūkst. elektrodų bei labai didelį duomenų pralaidumą. Tai leidžia dirbtinio intelekto modeliams tiksliau iššifruoti mintis, ketinimus ir jutiminius signalus. Svarbiausia tai pasiekiama minimaliai invazine operacija.
Implantą kuria tyrėjai iš „Columbia University“, „NewYork Presbyterian Hospital“, „Stanford University“ ir „University of Pennsylvania“. Jų darbas paskelbtas žurnale „Nature Electronics“ gruodžio 8 dieną. Tyrėjai tikisi, kad ši technologija atvers naujas galimybes gydant neurologines ligas.
Popieriaus plonumo implantas ir jo sandara
„BISC“ sudaro trys dalys, vieno lusto implantas, nešiojama ryšio stotis ir speciali programinė įranga. Skirtingai nei seni sprendimai, čia nėra didelės elektronikos kapsulės kūno viduje. Pats lustas gali būti įstumtas tarp kaukolės ir smegenų paviršiaus.
Profesorius Kenas Shepardas aiškina, kad implantas guli ant smegenų tarsi drėgno popieriaus lapelis. Jis yra toks plonas, kad beveik neužima vietos. Tokia forma sumažina audinių dirginimą ir leidžia ilgiau išlaikyti gerą signalą.
Kaip „BISC“ pasiekia didelį pralaidumą?
Visas implantas yra vienas „CMOS“ lustas, suplonintas iki maždaug 50 mikrometrų. Jo tūris siekia tik apie 3 kubinius milimetrus, todėl jis lankstus ir prisitaiko prie smegenų reljefo. Luste yra 65 tūkst. elektrodų, daugiau nei tūkstantis įrašymo kanalų ir tūkstančiai stimuliavimo kanalų.
Į implantą integruota viskas, ko reikia darbui, energijos valdymas, duomenų keitikliai ir radijo ryšys. Nešiojama stotis belaidžiu ultraplataus ruožo signalu palaiko maždaug 100 megabitų per sekundę spartą. Tai keliasdešimt kartų daugiau nei ankstesnės belaidės smegenų sąsajos.
Kodėl ankstesni inplantai buvo dideli?
Tradicinės smegenų sąsajos paprastai naudojo daugybę atskirų mikroschemų. Jas reikėdavo sudėti į vieną didelį korpusą ir implantuoti į kaukolę ar net krūtinę. Nuo korpuso iki smegenų būdavo tiesiami laidai, kurie ribodavo patogumą ir didindavo operacijos sudėtingumą.
„BISC“ šią problemą sprendžia miniatiūrizuodamas visą elektroniką į vieną lustą. Kadangi gamyba paremta puslaidininkių pramonės metodais, tokie implantai gali būti gaminami dideliais kiekiais. Tai atveria kelią plačiau prieinamoms medicininėms technologijoms.
Nuo bandymų iki klinikinio naudojimo
Tyrėjai kartu su neurochirurgu Brett Youngermanu sukūrė saugią implantavimo techniką ir išbandė ją ikiklinikiniuose modeliuose. Buvo patvirtinta, kad lustas stabiliai įrašo signalus ilgą laiką. Pirmieji žmogaus tyrimai jau vyksta, kol kas trumpų įrašų metu operacijose.
Komanda tikisi taikyti „BISC“ epilepsijos priepuolių valdymui, judesių, kalbos ar regos atkūrimui po traumų ir ligų. Tam kuriama ir komercinė kryptis, įsteigta įmonė „Kampto Neurotech“. Jei pažanga išliks tokia sparti, smegenų ir dirbtinio intelekto sąsajos gali tapti kasdienės medicinos dalimi.
