Jens Asbjørn Bøgen
Det sägs kunna avkoda hjärnsignaler och i teorin överföra tankar i realtid.
Ett papperstunt hjärnimplantat som utvecklats av ett team från flera universitet beskrivs som ett viktigt steg mot snabbare och mindre invasiva gränssnitt mellan den mänskliga hjärnbarken och externa datorer.
Tidiga resultat tyder på att det kan stödja framtida behandlingar av epilepsi, förlamning, stroke och sensoriska bortfall, samtidigt som det ger forskare en hittills oöverträffad inblick i neural aktivitet.
Forskarna säger att enheten, som kallas Biological Interface System to Cortex (BISC), skapar en trådlös bredbandslänk som i förlängningen kan förändra hur medicinska team övervakar och avkodar hjärnsignaler.
Ett nytt angreppssätt
Enligt en studie som publicerats i Nature Electronics bygger BISC på ett enda kiselchip och en kompletterande reläenhet som bärs utanför skallbenet.
Columbia University-ingenjören Ken Shepard sade i en artikel på universitetets webbplats att befintliga implantat förlitar sig på skrymmande elektroniska moduler, medan den nya enheten ”är ett enda integrerat kretschip som är så tunt att det kan glida in i utrymmet mellan hjärnan och skallbenet”.
Stanford-neuroforskaren Andreas S. Tolias, som var en av projektledarna, sade att systemet ”förvandlar hjärnbarkens yta till en effektiv portal” och möjliggör minimalt invasiv läs- och skrivkommunikation med AI-verktyg och externa enheter.
Columbia-neurokirurgen Brett Youngerman, klinisk partner i projektet, sade att plattformen ”har potential att revolutionera behandlingen av neurologiska tillstånd, från epilepsi till förlamning”.
Höghastighetsdesign
Implantatet är bara några kubikmillimeter stort och formar sig efter hjärnans yta. Det innehåller mer än 65 000 elektroder samt tusentals inspelnings- och stimuleringskanaler på ett enda komplementärt metalloxid–halvledarchip.
En batteridriven relästation förser implantatet trådlöst med ström och överför data via en ultrabredbandslänk med en hastighet på omkring 100 megabit per sekund. Reläet kommunicerar sedan via standard-WiFi och skapar därigenom en effektiv brygga mellan hjärnan och vilken nätverksansluten dator som helst.
Shepard sade att teamets integrationsstrategi visar hur hjärngrupperingsgränssnitt ”kan bli mindre, säkrare och avsevärt mer kraftfulla”.
På väg mot patienter
Kirurger vid Columbia University finslipade implantationstekniker i prekliniska modeller genom att föra in enheten via en liten öppning i skallbenet och placera den direkt över hjärnbarken.
Tidiga intraoperativa tester på människor har påbörjats, och samarbetspartner vid Stanford University och University of Pennsylvania använder enheten för att studera motorisk och visuell bearbetning.
Projektet har sitt ursprung i ett DARPA-program med fokus på nästa generations neuroteknik. Ett avknoppningsföretag, Kampto Neurotech, utvecklar nu kommersiella versioner för forskningsbruk och planerar steg mot klinisk användning. Ingenjören Nanyu Zeng sade att BISC erbjuder ”förmågor som överträffar konkurrerande enheter med många magnituder”.
Med blicken framåt sade Shepard att en sömlös interaktion mellan AI-system och den mänskliga hjärnan ”kan förändra hur vi behandlar hjärnsjukdomar, hur vi interagerar med maskiner och i slutändan hur människor förhåller sig till AI”.
Se en förklarande video om BRISC här.
Klicka för att visa externt innehåll från youtu.be,
– Du kan alltid aktivera och inaktivera tredjepartsinnehåll.
Du godkänner att visa externt innehåll från tredje part. Personuppgifter kan skickas till innehållsleverantören och andra tredjepartstjänster.
Källor: Columbia University, Stanford University, University of Pennsylvania, NewYork-Presbyterian
