Hitech logo

Идеи

Впервые 2D-чип соединили с трехмерной архитектурой мозга

TODO:
Георгий Голованов23 марта 2020 г., 10:41

Новое устройство позволяет исследователям наблюдать сотни нейронов мозга в режиме реального времени. Система основана на модифицированных кремниевых чипах видеокамер, но вместо изображений она снимает фильм об электрической активности нейронов.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Специалисты из Стэнфордского университета разработали новое устройство для подключения мозга напрямую к микрочипу. Хотя интерфейс мозг — компьютер уже существует и используется для создания протезов, имплантов и нейробиологических исследований, новейшее изобретение позволяет записывать больше данных, будучи при этом менее инвазивным, чем аналоги, сообщает Stanford News.

«Никто прежде не брал двухмерную кремниевую электронику и не сопоставлял ее с трехмерной архитектурой мозга, — говорит Абдулмалик Обаид, один из исследователей. — Нам пришлось отбросить все, что мы знали раньше, о традиционном производстве чипов, и разработать новый процесс, чтобы создать третье измерение для кремниевой электроники. И нам нужно было сделать это таким образом, чтобы его можно было легко масштабировать».

Устройство состоит из пучка микропроводов, каждый толщиной менее половины человеческого волоса. Их можно аккуратно поместить в мозг и подключить внешней стороной напрямую к кремниевому чипу, который записывает сигналы, проходящие через каждый провод. Это напоминает съемку фильма об активности мозга. В нынешней версии устройства микропроводов сотни, но в будущих могут быть и тысячи.

«Электрическая активность — это один из самых надежных способов изучения активности мозга, — сказал профессор Ник Мелош, соавтор исследования. — При помощи этого массива микропроводов мы можем видеть, что происходит на уровне отдельных нейронов».

Ученые протестировали свое устройство на отдельных клетках сетчатки крыс и в мозге живых мышей. В обоих случаях они получили через сотни каналов содержательные сигналы. Дальнейшие исследования позволят понять, как долго оно может находиться в мозге и какие еще сигналы способно передавать. Особенно ученые заинтересованы в тех, которые расскажут им больше о процессе обучения.

Первый нейронный имплант, который можно перепрограммировать и заряжать дистанционно, с помощью переменного магнитного поля, удалось недавно создать ученым из США. Разработка позволит создавать более совершенные вживляемые устройства.