Hvordan neurochips kunne forbinde din hjerne med en computer
Nøgle takeaways
- Forskere ved Brown University har udviklet en ny måde at overvåge hjernebølger ved hjælp af små mikrochips.
- Opfindelsen er det seneste trin i det hastigt udviklende område af hjerne-maskine-grænseflader.
- Hjernegrænsefladesystemer kan hjælpe patienter med hjerneskader eller endda styre din bil.
da-kuk / Getty Images
Teknologi, der gør det muligt for computere at læse dine tanker, kan få et løft af ny forskning.
Forskere har udviklet et system, der bruger siliciummikrochips til at registrere og overføre hjerneaktivitet til en computer, ifølge en nyere papir. Små chips sættes på hjernens overflade eller inde i vævet for at høste flere neurale signaler end andre hjerneimplantater. Opfindelsen er det seneste trin i det hastigt udviklende område af hjerne-maskine-grænseflader.
"Fuldt fungerende grænseflader til dyb hjernestimulering og kombineret stimulering og optagelse er i øjeblikket tilgængelige og bliver iterativt forbedret med stadigt stigende sofistikering, kompleksitet og evner,"
"Men hvert eneste af de aktuelt tilgængelige systemer involverer en form for invasiv neurokirurgisk implantation, og dette er en begrænsende faktor, i det mindste til en vis grad."
Tankelæsere
Forskerne ved Brown University, der udviklede de nye chips, siger, at sensorerne, kaldet "neurokorn", uafhængigt optager de elektriske impulser, der er lavet af affyring af neuroner. Chipsene sender signalerne trådløst til en central hub, som koordinerer og behandler signalerne.
I deres undersøgelse demonstrerede forskerholdet brugen af omkring 50 neurokorn til at registrere hjerneaktivitet hos en gnaver. Systemet kunne en dag tillade optagelse af hjernesignaler mere detaljeret end eksisterende metoder.
"En af de store udfordringer inden for hjerne-computer-grænseflader er at udvikle måder til at sondere så mange punkter i hjernen som muligt," sagde Arto Nurmikko, en professor ved Brown's School of Engineering og undersøgelsens seniorforfatter, sagde i en nyhedsmeddelelse. "Hidtil har de fleste BCI'er været monolitiske enheder - lidt ligesom små nålesenge. Vores teams idé var at bryde den monolit op i bittesmå sensorer, der kunne fordeles på tværs af hjernebarken."
Hjernegrænseflader kan hjælpe svært motoriske handicappede med at kommunikere lettere og udføre bevægelser såsom påklædning, spisning og pleje, Nicholas Hatsopoulos, en neuroforsker ved University of Chicago, fortalte Lifewire i et e-mailinterview.
En udfordring er at "udvikle elektroder, der er minimalt invasive og kan optage fra flere neuroner," sagde han.
Kørsel af Brain Waves
Drivere kan også drage fordel af computere, der læser din hjerne. Nissan sagde for nylig, at det er arbejder på et hjerne-interface aktiveret bilkontrolsystem der kan bremse køretøjet eller bevæge rattet hurtigere end førerens kropsbevægelser.
De fleste bilister ville dog sandsynligvis protestere mod at få hjerneimplantater for at overvåge deres tanker. Firmaet Freer Logic har udviklet neuroteknologi indlejret i en bils nakkestøtte, en kontorstol, en madras eller pude.
"En af de store udfordringer inden for hjerne-computer-grænseflader er at udvikle metoder til at sondere så mange punkter i hjernen som muligt."
Peter Frier, præsidenten for Freer Logic, fortalte Lifewire i et e-mailinterview, at opfindelsen har gennemgået "betydelige tests" af bil- og luftfartsselskaber.
"Den indlejrede neuroteknologi overvåger en førers hjerne via et diskret, uset sensorsystem," sagde Freer. "Det kan registrere førerens døsighed og træthed, kognitiv belastning, stress, distraktion og mere for sikkerheden. Den kan bruges til underholdningskontrol i køretøjer og funktioner."
Der er dog lang vej igen, før hjerne-beregningsgrænseflader kan gøre alt, hvad forskerne håber. For eksempel kan nuværende systemer stadig ikke fange specifikke aktiviteter af neurologiske noder og netværk, sagde Giordano.
Yuichiro Chino / Getty Images
"Beregningssystemet skal oversætte og transskribere neurale signaler, fortolke neurale signaltroskab, betydning og værdi; derefter udsende disse signaler til en maskineffektor og feedback til de neurologiske mekanismer for at udvikle en tovejs vej," tilføjede han.
En anden hindring er at udvikle sensorer implanteret i hjernen, som kan optage signaler i årevis uden at blive afvist af kroppen, sagde Hatsopoulos.
Hvis de tekniske udfordringer kan overvindes, kan hjernegrænseflader bruges til at behandle neurologiske sygdomme, neuropsykiatriske lidelser og neurologiske skader, eller "med andre ord at reparere en 'brudt hjerne'," Giordano sagde.