La rete di "neuroograno" wireless si collega ai neuroni cerebrali

Le particelle di rilevamento registrano indipendentemente gli impulsi elettrici realizzati dai neuroni e inviano i segnali a un hub centrale al di fuori del cranio per il coordinamento e la lavorazione.

"Una delle grandi sfide nel campo delle interfacce del cerebrale-computer è l'ingegneria dei modi di sondare il maggior numero di punti nel cervello possibile", ha detto il professor Arto Nurmikko. "Fino ad ora, la maggior parte delle interfacce del cervello-computer sono state dispositivi monolitici, un po 'come letti piccoli degli aghi. L'idea del nostro team era di rompere quel monolite in piccoli sensori che potrebbero essere distribuiti attraverso la corteccia cerebrale ".

Il progetto di quattro anni ha avuto due sfide importanti: restringendo l'elettronica per rilevare, amplificare e trasmettere segnali neurali in chip di grano e sviluppando il mozzo di comunicazione esterno per ricevere segnali dai cereali e trasmettere il potere a loro. Il ricevitore finale è una tinta un thot thumb-print patch che si attacca al cuoio capelluto, utilizzando un collegamento transcuraneo bidirezionale ~ 1 GHz per la comunicazione e il controllo.

"Questo lavoro è stata una vera sfida multidisciplinare", ha detto il ricercatore marrone Jihun Lee. "Abbiamo dovuto riunire competenze in elettromagnetica, comunicazione a radiofrequenza, design del circuito, fabbricazione e neuroscienza per progettare e utilizzare il sistema neurograno."

Nell'esperimento dei roditori, la squadra ha posto i cereali sulla corteccia cerebrale - lo strato esterno del cervello. La stimolazione neurale è stata processata e il rilevamento, controllato dallo stesso hub esterno.

Sebbene solo 48 dispositivi montati sul cervello roditore, i calcoli suggeriscono fino a 770 dispositivi potrebbero essere supportati utilizzando un protocollo multiplo di tempo personalizzato. "In definitiva, il team prevede di ridimensionare a molte migliaia di neurografi, che fornirebbe un'immagine attualmente irraggiungibile dell'attività cerebrale", secondo l'università.

"È stato uno sforzo impegnativo, poiché il sistema richiede il trasferimento di potenza wireless simultanea e il networking alla velocità mega-bit-al secondo tasso, e questo deve essere realizzato in area di silicio estremamente stretta e vincoli di potenza. Il nostro team ha spinto la busta per impianti neurali distribuiti ", ha dichiarato Vincent Leung, un ingegnere presso la Baylor University, che ha lavorato al fianco della Brown University con l'Università della California a San Diego e Qualcomm.

"La nostra speranza è che in definitiva possiamo sviluppare un sistema che fornisca nuove intuizioni scientifiche nel cervello e nelle nuove terapie che possono aiutare le persone colpite da ferite devastanti", ha detto il Nurmikkko di Brown.

I ricercatori lo vedono come passo verso un sistema che, secondo la Brown University, poteva registrare segnali cerebrali in dettaglio senza precedenti, portando a approfondimenti nella funzione cerebrale e nelle terapie per le persone con lesioni cerebrali o spinali.

L'interfaccia neurale wireless è descritta in "Registrazione neurale e stimolazione utilizzando reti wireless di microimplants". Un documento pubblicato da Nature Electronics - Il pagamento è tenuto a leggere l'articolo completo.