ارتقا فناوری ایمپلنت های مغزی با توسعه حسگری به اندازه دانه نمک

استفاده از واسطه رایانه و مغز (BCI) خواه برای مقاصد تحقیقاتی، خواه برای احیای قابلیت‌های افراد معلول، نوید بخش است. در این میان توسعه حسگرهای کوچک میزان تأثیرگذاری این فناوری را بیشتر می‌کند.

در بسیاری از واسطه‌های مغز و رایانه فعلی الکترودها به طور مستقیم در مغز انسان ایمپلنت می‌شوند. در این فرایند به طور معمول ۲ یا چند الکترود ایمپلنت می‌شوند که هر کدام قادر هستند فعالیت الکتریکی چند صد عصب مغز را نظارت یا تحریک کنند. هرچند این دستاورد جالب به نظر می‌رسد، اما حدود ۸۶ میلیارد عصب در مغز انسان وجود دارد. بنابراین محققان به دنبال روش‌های بهتری بودند تا الکترودهایی بسازند که همزمان روی تعداد بیشتری عصب تأثیر گذارد و از سوی دیگر انبوهی از الکترودها را در مغز فرد ایمپلنت نکنند.

۴ سال قبل محققان دانشگاه براون در رود آیلند، دانشگاه بیلور تگزاس، دانشگاه کالیفرنیا و شرکت کوالکام فرایند توسعه الکترودهای ارتقا یافته را آغاز کردند. این الکترودها که به نام «نوروگرین»(neurograin) معرفی و منجر به توسعه حسگرهایی شدند که از الکترودهای قابل ایمپلنت فعلی بسیار کوچک‌تر هستند. اندازه هر نورو گرین تقریباً حدود یک دانه نمک است.

هنگامی که نورو گرین ها در مغز ایمپلنت شوند، شبکه ای از آنها به وجود می‌آید. یک وصله کوچک که روی جمجمه می چسبد می‌تواند به طور خودکار انرژی مورد نیاز نوروگرین ها را تأمین کند. وصله مذکور سیگنال‌های الکتریکی از حسگرها را دریافت می‌کند و قادر است سیگنال‌هایی به آنها نیز بفرستد. به این ترتیب نوروگرین ها قادر به تحریک اعصاب نزدیک خود می‌شوند.

در جدیدترین آزمایش این فناوری ۴۸ نورو گرین روی قشر مخ یک موش زنده نصب شد. محققان با استفاده از حسگرها توانستند ویژگی‌های سیگنال‌های عصبی مربوط به فعالیت‌های خودکار مغز را ثبت کنند و همزمان بخش‌های خاصی از کورتکس را تحریک کنند.

طبق گزارش‌ها این فناوری در وضعیت فعلی قادر به ایجاد شبکه ای با ۷۷۰ نوروگرین در مغز یک فرد است. البته محققان معتقدند در آینده می‌تواند هزاران حسگر در مغز افراد ایمپلنت کرد.

این گزارش در نشریهNature Electronics منتشر شده است.