Naukowcy dokonali du?ego skoku technologicznego w zakresie zasilania interfejsów mózg–komputer. Opracowano metod? zmniejszenia poboru mocy implantu przy jednoczesnym zwi?kszeniu jego dok?adno?ci w przesy?aniu sygna?ów elektrycznych. To pozwoli opracowa? d?ugowieczne implanty mózgowe, które mog? zarówno leczy? choroby neurologiczne, jak i umo?liwia? sterowanie za pomoc? mózgu protezami ko?czyn, a nawet maszynami.
– Obecnie interpretowanie sygna?ów mózgowych w czyich? zamiarach wymaga komputerów tak wysokich jak ludzie i du?ej ilo?ci energii elektrycznej – o warto?ci kilku akumulatorów samochodowych – podkre?la Samuel Nason, doktorant w Laboratorium Protetyki Nerwu Korowego na Uniwersytecie Michigan.
Zespó? z Uniwersytetu Michigan o 90 proc. obni?y? zapotrzebowanie prototypowego interfejsu mózg–komputer, przy okazji zauwa?alnie poprawiaj?c niezawodno?? przep?ywu danych. Uda?o si? to uzyska? poprzez zastosowanie autorskiego systemu kompresji sygna?ów mózgowych. Wi?kszo?? przewodowych interfejsów mózg–komputer przetwarza a? do 20 tys. impulsów nerwowych na sekund?, przez co implant musi pobiera? du?o energii. Nowa metoda zak?ada badanie sygna?ów SBP, czyli zespo?u cz?stotliwo?ci emitowanych przez wiele neuronów w zakresie od 300 do 1000 Hz.
Wspó?czesne interfejsy mózg–komputer funkcjonuj?ce w formie implantów doczaszkowych musz? analizowa? nawet do 20 tys. impulsów nerwowych na sekund?, aby zapewni? p?ynny i precyzyjny przep?yw danych pomi?dzy mózgiem a zewn?trznym komputerem. Stosuj?c metod? opracowan? na Uniwersytecie Michigan, mo?na zaprojektowa? implant, który zapewni podobn? b?d? wy?sz? precyzj? pomiaru, analizuj?c zaledwie 2 tys. impulsów nerwowych na sekund?. Dzi?ki temu implanty kolejnej generacji b?d? mog?y pobiera? nawet do 90 proc. mniej energii.
– Zmniejszenie ilo?ci energii elektrycznej o rz?d wielko?ci pozwoli w ko?cu na stworzenie interfejsów mózg–maszyna w domu – przekonuje Samuel Nason. – Ju? istniej?ce obwody, wykorzystuj?ce t? sam? szeroko?? pasma i moc, mog? mie? teraz zastosowanie do ca?ego szeregu interfejsów mózg–maszyna.
Jednym z pionierów na rynku miniaturyzacji technologii interfejsów mózg–komputer jest Neuralink, które pracuje nad prototypowymi rozwi?zaniami tego typu. Firma Elona Muska zaprezentowa?a ju? wyspecjalizowan? maszyn? do szycia, która pozwoli w pe?ni automatycznie wwierci? si? w czaszk? pacjenta i zaszy? w mózgu wi?zki elektrod s?u??cych do przesy?ania impulsów nerwowych do zewn?trznego komputera.
Neuralink jest obecnie w fazie wczesnych testów laboratoryjnych na szczurach, które maj? potwierdzi? mo?liwo?? nawi?zania wysokoprzepustowego po??czenia mi?dzy mózgiem a maszyn?. Wed?ug obecnych za?o?e? 28 sierpnia 2020 roku firma ujawni stan prac nad projektem, a w 2021 roku b?dzie gotowa do wszczepienia implantów pierwszym pacjentom. Pozwol? one obej?? rdze? kr?gowy i nawi?za? bezpo?rednie po??czenie pomi?dzy centralnym uk?adem nerwowym a ko?czynami, tym samym przywracaj?c ich sprawno??.
Odkrycie naukowców z Michigan mo?e z kolei prowadzi? do powstania d?ugotrwa?ych implantów mózgowych, które mog? zarówno leczy? choroby neurologiczne, jak i umo?liwia? sterowanie za pomoc? mózgu protezami ko?czyn, a nawet maszynami.
– To du?y krok naprzód – podkre?la Cynthia Chestek, profesor nadzwyczajny in?ynierii biomedycznej na Uniwersytecie Michigan. – Uzyskanie sygna?ów o du?ej przepustowo?ci, których obecnie potrzebujemy do bezprzewodowych interfejsów maszyna–mózg, by?oby ca?kowicie niemo?liwe, bior?c pod uwag? zasilanie istniej?cych urz?dze?, takich jak rozrusznik.
Wed?ug analityków z firmy Valuates Reports warto?? globalnego rynku interfejsów mózg–komputer w 2019 roku wynios?a 1,36 mld dol. Przewiduje si?, ?e do 2027 roku wzro?nie do 3,85 mld dol. przy ?redniorocznym tempie wzrostu na poziomie 14,3 proc.
