Нейрокомпьютерные интерфейсы (BCI) считывают слабые электрические сигналы нейронов, чтобы установить связь между мозгом и компьютером. В традиционных медицинских устройствах для этого используется много отдельных микроэлектронных компонентов — усилителей, преобразователей данных, радиопередатчиков и схем управления питанием. Все эти элементы занимают место, поэтому врачи обычно имплантируют большой электронный блок, либо удаляя часть черепа, либо размещая устройство в грудной клетке, а затем подводят к мозгу провода.
Новый имплантат BISC представляет собой один кремниевый чип толщиной всего 50 микрометров и объемом 3 мм³ — менее 1/1000 объема типичного устройства. Он включает более 65 000 электродов, 1024 канала одновременной записи и 16 384 канала стимуляции. BISC может изгибаться, повторяя форму поверхности мозга, и не требует проводов.
Чип включает всю необходимую электронику для работы интерфейса: приёмопередатчик, систему беспроводного питания, цифровую логику, преобразователи данных и аналоговые компоненты для записи и стимуляции нейронной активности.
Внешняя аккумуляторная ретрансляционная станция питает имплант и обеспечивает обмен данными по сверхширокополосному радиоканалу со скоростью до 100 Мбит/с — более чем в 100 раз быстрее любых других беспроводных BCI. Для внешних приборов станция работает как обычное Wi‑Fi-устройство.
Доклинические испытания показали, что BISC надежно регистрирует нейронные сигналы и передает их с высокой точностью. Сейчас проводятся предварительные тесты на людях с кратковременной записью во время операций. Имплантат вводят через небольшой разрез в черепе и размещают на поверхности мозга без проникновения электродов, что снижает реакцию тканей и сохраняет качество сигналов со временем.
Устройство BISC создаёт минимально инвазивный высокопроизводительный канал связи между мозгом и внешними компьютерами, позволяя контролировать судороги, восстанавливать двигательные, речевые и зрительные функции и преобразовывать нейронную активность в команды для ИИ и внешних устройств. Эта технология открывает новые возможности для адаптивного нейропротезирования и лечения таких заболеваний, как эпилепсия, инсульт и боковой амиотрофический склероз.
BISC создан исследовательскими командами Колумбийского и Стэнфордского университетов, Нью-Йоркской пресвитерианской больницы и Пенсильванского университета в рамках программы Минобороны США DARPA по нейронной инженерии. Для коммерциализации технологии основана компания Kampto Neurotech, которая разрабатывает клинические версии чипа и готовит его к применению на людях.
