今日の脳インプラントは扱いにくく、通常は XNUMX つまたは XNUMX つの場所からの神経活動しか記録できません。 今回、研究者たちは、小さな「神経顆粒」のネットワークを使用して、複数の場所でニューロンをワイヤレスで登録および刺激できることをマウスで示しました。
研究者たちは何十年も実験を続けてきました ブレイン・コンピューター・インターフェース（BCI） ニューロンのグループを登録して刺激することができます。 しかし、近年、てんかん、パーキンソン病、またはさまざまな精神障害などの疾患を治療するためにそれらを使用することに関心が高まっています.
一部の人々は、脳機能を監視し、さらには強化するために、健康な人にもすぐに移植される可能性があると考えています. 昨年、Elon Musk は、彼のスタートアップによって構築された脳インプラントは、 Neuralink いつの日か、彼らは「頭蓋骨の中の Fitbit」のようになるでしょう。 しかし、最初に、私は付け加えます、それらははるかに正確になり、はるかに邪魔にならないようにする必要があります。
大きな進歩
からのチームによって行われた新しい研究 ブラウン大学 は、0,1立方ミリメートル未満の小さなインプラントを開発することにより、後者の問題に大きな進歩をもたらしました. インプラントは、神経活動の記録と刺激の両方を行うことができます。 これらの「神経顆粒」を組み合わせて、ワイヤレスで制御および給電できるシステムのネットワークを作成できます。
「脳とコンピューターのインターフェースの分野における大きな課題の XNUMX つは、脳内のできるだけ多くのポイントを調べる方法を見つけることです。」 彼はプレスリリースで言います アルト・ヌルミッコ、研究を主導しました。 「これまで、ほとんどの BCI はモノリシック デバイスであり、針の小さなマットのようなものでした。 私たちのチームのアイデアは、そのモノリスを大脳皮質全体に分散できる小さなセンサーに分割することです。」
新しいアプローチの仕組み
小さなチップのそれぞれには、脳組織から電気信号を拾うための電極、信号を増幅するための回路、および無線信号を送受信するための小さなワイヤ コイルが装備されています。 チップは脳の表面に取り付けられ、ニューログラムへのワイヤレス エネルギー転送を改善するのに役立つ薄いリレー コイルが、チップが配置された領域の上に配置されます。
次に、別のコイルを含む薄いパッチを、リレー コイルの上の頭皮の外側に取り付けます。 携帯電話のミニタワーとして機能し、 特別に設計されたネットワークプロトコルを使用して、各神経顆粒に個別に接続します。 また、ワイヤレスエネルギーを神経顆粒に送信して、それらを機能させます。
神経活動の研究
NatureElectronicsの記事で、チームは、48個の小さなチップをマウスの脳に移植できることを示しました。 次に、それらを使用して神経活動を記録し、刺激しました。 両方の機能は最終的にXNUMXつのデバイスに統合されますが、研究の目的で、一部の神経顆粒は記録するように設計され、他の神経顆粒は刺激するように構築されました。
研究者は、記録の忠実度には改善の余地があると述べていますが、自発的な脳信号を収集し、従来のインプラントを使用していつ脳が刺激されたかを検出することができました. 彼らはまた、単一の神経顆粒を誘導して神経活動を刺激できることも示しました。これは、従来の記録装置で検出できました。
チームは、現在の構成が 最大770個の神経顆粒をサポートできます、しかし彼らはシステムを数千の神経顆粒までスケールアップすることを計画しています。 さらに小型化することで可能になります。 チップ設計は製造プロセスを経る必要があります 現在65ナノメートルで22つ使用しているXNUMXナノメートルで。
