دستگاه ممکن است به مغز و ماشین به سطح بعدی

جدید مغز و ماشین رابط دستگاه متصل به مغز به طور مستقیم به سیلیکون مبتنی بر فن آوری های محققان گزارش.

در حالی که مغز و ماشین رابط دستگاه در حال حاضر وجود دارد و محققان با استفاده از آنها را برای پروتز درمان بیماری مغز و تحقیق—این آخرین دستگاه ضبط می توانید اطلاعات بیشتر در حالی که کمتر سرزده از گزینه های موجود.

“هیچ کس تا به این 2D سیلیکون الکترونیک و همسان آنها را به سه بعدی, معماری, مغز, قبل, می گوید:” شرکت سرب نویسنده Abdulmalik عبید از یک دانشجوی کارشناسی ارشد در علم مواد و مهندسی در دانشگاه استنفورد.

“ما تا به حال به پرتاب کردن آنچه که ما در حال حاضر می دانیم معمولی تراشه ساخت و طراحی فرآیندهای جدید را به سیلیکون الکترونیک به بعد سوم. و ما تا به حال به انجام آن را در راه است که می تواند در مقیاس بالا به راحتی.”

این دستگاه شامل یک بسته نرم افزاری از microwires با هر سیم کمتر از نصف عرض باریکترین موی انسان است. این سیم نازک را می توان به آرامی وارد شده به مغز متصل است و در خارج به طور مستقیم به یک تراشه سیلیکون است که سوابق الکتریکی مغز سیگنال های عبور توسط هر یک از سیم مانند ساخت یک فیلم از عصبی فعالیت الکتریکی. نسخه فعلی این دستگاه شامل صدها microwires اما نسخه های آینده می تواند حاوی هزاران نفر.

“فعالیت الکتریکی یکی از بالاترین وضوح راه به دنبال فعالیت مغز می گوید:” co-ارشد نویسنده نیک Melosh استاد علوم و مهندسی مواد. “با این microwire آرایه ما می توانید ببینید چه اتفاق می افتد بر روی تک نورون سطح.”

محققان آزمایش مغز خود را و ماشین رابط در جداسازی سلولهای شبکیه از رت و در مغز زندگی موش. در هر دو مورد آنها با موفقیت به دست آمده معنی دار سیگنال های سراسر آرایه را صدها کانال.

در حال انجام تحقیقات بیشتر خواهد شد تعیین چه مدت این دستگاه می تواند باقی می ماند در مغز و آنچه که این سیگنال می دهد. این تیم به خصوص علاقه مند در آنچه سیگنال می توانید به آنها بگویید در مورد یادگیری است. این محققان همچنین در حال کار بر روی برنامه های کاربردی در پروتز به خصوص بیان کمک.

یک نوع جدید از مغز و ماشین رابط

محققان می دانستند که برای رسیدن به اهداف خود آنها تا به حال برای ایجاد یک مغز-ماشین رابط بود که نه تنها طولانی مدت اما همچنین قادر به برقراری ارتباط نزدیک با مغز که باعث حداقل آسیب. آنها با تمرکز بر اتصال به سیلیکون مبتنی بر دستگاه ها به منظور استفاده از پیشرفت در فن آوری های آن.

“سیلیکون تراشه بسیار قدرتمند و توانایی های باور نکردنی به مقیاس می گوید:” Melosh. “ما آرایه زوج که با تکنولوژی بسیار ساده. شما در واقع می تواند فقط تراشه آن را فشار دهید بر روی پایان معرض از بسته نرم افزاری و دریافت سیگنال.”

یکی از چالش اصلی محققان پنجه بود تا بدانند که چگونه به ساختار آرایه. آن را تا به حال قوی و با دوام حتی اگر اجزای اصلی آن هستند و صدها نفر از کوچک سیم. حل شد به قرار دادن هر یک سیم در یک بیولوژیکی-ایمن پلیمر و سپس بسته نرم افزاری آنها را با هم داخل یک فلز یقه. این اطمینان سیم فاصله از هم جدا هستند و به درستی گرا. در زیر یقه پلیمر برداشته شده است به طوری که سیم را می توان به صورت جداگانه کارگردانی به مغز است.

موجود مغز و ماشین رابط دستگاه محدود به حدود 100 سیم ارائه از 100 کانال سیگنال و هر یک باید زحمت قرار داده شده در آرایه با دست. محققان سال ها وقت صرف پالایش طراحی و ساخت تکنیک های برای فعال کردن ایجاد یک آرایه با هزاران کانال.

“طراحی این دستگاه کاملا متفاوت از هر موجود با چگالی بالا دستگاه ضبط و شکل و اندازه و تراکم آرایه را می توان به سادگی متنوع در طول ساخت. این به این معنی است که ما می توانیم به طور همزمان رکورد در مناطق مختلف مغز در اعماق مختلف با تقریبا هر 3D تنظیم می گوید:” coauthor Jun دینگ استادیار جراحی مغز و اعصاب و مغز و اعصاب.

“در صورت استفاده گسترده از این فناوری را تا حد زیادی اکسل درک ما از عملکرد مغز در سلامت و بیماری متحده است.”

سال در ساخت

پس از گذراندن سال به دنبال این بلند پروازانه-هنوز-ظریف ایده این بود تا پایان فرایند است که آنها تا به حال یک دستگاه است که می تواند آزمایش می شود در بافت زنده.

“ما تا به حال به کیلومتر microwires و تولید در مقیاس بزرگ آرایه و سپس به طور مستقیم اتصال آنها به تراشه های سیلیکون می گوید:” Obaid. “پس از سالها کار بر روی طراحی که ما آزمایش آن بر روی شبکیه چشم و برای اولین بار در آن مشغول به کار حق دور. آن را بسیار اطمینان بخش است.”

پس خود را در تست های اولیه بر روی شبکیه چشم در موش محققان در حال حاضر انجام دراز مدت مطالعات حیوانی برای بررسی دوام آرایه و عملکرد در مقیاس بزرگ از نسخه های. آنها همچنین به بررسی چه نوع از اطلاعات دستگاه خود را گزارش می دهند.

نتایج تا کنون نشان می دهد که آنها ممکن است قادر به تماشای آموزش و شکست آنها در مغز اتفاق می افتد. محققان در حال خوش بینانه در مورد قادر بودن به روزی استفاده از آرایه برای بهبود فناوری پزشکی برای انسان مانند پروتز مکانیکی و دستگاه های است که کمک به بازگرداندن سخنرانی و چشم انداز.

این مقاله به نظر می رسد در علم پیشرفت. اضافی نویسندگان از دانشگاه استنفورد, فرانسیس کریک, موسسه دانشگاه کالج لندن Paradromics Inc., و ETH زوریخ.

حمایت از تحقیق و پژوهش در آمد از موسسه ملی بهداشت DARPA وو Tsai علوم اعصاب موسسه فرانسیس کریک موسسه ولکام تراست انسان Frontier برنامه علم و شورای تحقیقات پزشکی.

منبع: دانشگاه استنفورد

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im