Ang network ng Wireless na 'NeuroGrain' ay nagkokonekta sa mga neuron ng utak

Ang mga particle ng sensing ay nakapag-record ng mga de-koryenteng pulso na ginawa ng mga neuron at ipadala ang mga signal sa isang sentral na hub sa labas ng bungo para sa koordinasyon at pagproseso.

"Ang isa sa mga malalaking hamon sa larangan ng mga interface ng utak-computer ay mga paraan ng pag-aaral ng probing ng maraming mga puntos sa utak hangga't maaari," sabi ni Propesor Arto Nurmikko. "Hanggang ngayon, ang karamihan sa mga interface ng utak-computer ay mga monolithic na aparato, medyo tulad ng mga maliit na kama ng karayom. Ang ideya ng aming koponan ay upang masira ang monolith sa mga maliliit na sensor na maaaring maipamahagi sa kabila ng tserebral cortex. "

Ang apat na taon na proyekto ay may dalawang pangunahing hamon: pag-urong ng electronics para sa pag-detect, pagpapalaki at pagpapadala ng mga signal ng neural sa mga butil-laki ng chips, at pagbuo ng panlabas na sentro ng komunikasyon upang matanggap ang mga signal mula sa mga butil at magpadala ng kapangyarihan sa kanila. Ang huling receiver ay isang manipis na thumb-print na patch na nakakabit sa anit, gamit ang isang ~ 1GHz bi-directional transcutaneous link para sa komunikasyon at kontrol.

"Ang gawaing ito ay isang tunay na multidisciplinary challenge," sabi ni Brown Researcher Jihun Lee. "Kinailangan naming tipunin ang kadalubhasaan sa mga electromagnetics, komunikasyon ng dalas ng radyo, disenyo ng circuit, katha at neuroscience upang mag-disenyo at magpatakbo ng sistema ng neurograin."

Sa eksperimento ng daga, inilagay ng koponan ang mga butil sa tserebral cortex - ang panlabas na layer ng utak. Ang neural stimulation ay sinubukan pati na rin ang sensing, kinokontrol ng parehong panlabas na hub.

Kahit na ang 48 na mga aparato lamang ang nilagyan ng utak ng daga, ang mga kalkulasyon ay nagmumungkahi ng hanggang sa 770 na mga aparato ay maaaring suportahan gamit ang isang pasadyang oras-division multiple-access protocol. "Sa huli, ang koponan ay naglalarawan ng pag-scaling hanggang sa maraming libu-libong neurograins, na magbibigay ng kasalukuyang hindi matamo na larawan ng aktibidad ng utak," ayon sa unibersidad.

"Ito ay isang mahirap na pagsisikap, dahil ang sistema ay hinihingi ng sabay-sabay na wireless power transfer at networking sa mega-bit-per-second rate, at ito ay dapat na maganap sa ilalim ng sobrang masikip na lugar ng silikon at mga hadlang sa kuryente. Itinulak ng aming koponan ang sobre para sa ipinamamahagi ng mga implant ng neural, "sabi ni Vincent Leung, isang engineer sa Baylor University, na nagtrabaho kasama ang Brown University sa University of California sa San Diego at Qualcomm.

"Ang aming pag-asa ay na sa huli ay bumuo ng isang sistema na nagbibigay ng mga bagong pang-agham na pananaw sa utak at mga bagong therapy na makakatulong sa mga taong apektado ng mga nakapipinsalang pinsala," sabi ni Nurmikko ni Brown.

Nakita ng mga mananaliksik na ito bilang hakbang patungo sa isang sistema na, ayon kay Brown University, ay maaaring mag-record ng mga signal ng utak sa walang kapantay na detalye, na humahantong sa mga pananaw sa pag-andar ng utak at mga therapies para sa mga taong may utak o pinsala sa utak.

Ang wireless neural interface ay inilarawan sa 'neural recording and stimulation gamit ang mga wireless network ng microimplants'. Isang papel na inilathala ng Kalikasan Electronics - Kinakailangan ang pagbabayad upang basahin ang buong artikulo.