Исследователи из швейцарской политехнической школы в Лозанне EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) разработали новый миниатюрный интерфейс мозг-машина (MiBMI) на основе кремниевых чипов, который может преобразовывать мысли в слова. Как сообщается, эта разработка может принести значительную пользу людям с серьезными двигательными нарушениями, поскольку позволит им свободно общаться. Этот крошечный чип способен декодировать сложные нейронные сигналы и преобразовывать их в читаемый текст.
“MiBMI позволяет нам преобразовывать сложную нейронную активность в читаемый текст с высокой точностью и низким энергопотреблением. Это достижение приближает нас к практичным имплантируемым решениям, которые могут значительно улучшить коммуникационные способности людей с серьезными двигательными нарушениями”, - сказала Махса Шоаран из лабораторий интегрированных нейротехнологий IEM и Neuro X Лозаннской политехнической школы.
Компания Илона Маска Neuralink активно развивает технологию интерфейса мозг-машина BMI, надеясь создать чип, который может помочь людям с неврологическими заболеваниями, такими как паралич или травмы спинного мозга. По сравнению с другими BMI, эта новая лозаннская разработка MiBMI компактна, эффективна и универсальна, несмотря на то, что традиционные системы часто отличаются большими размерами, потребляют много энергии и имеют ограниченное применение. Небольшие размеры и низкая мощность MiBMI являются ключевыми характеристиками, которые делают систему подходящей для имплантации. MiBMI позволяет преобразовывать сложную нейронную активность в читаемый текст с высокой точностью и низким энергопотреблением.
Для преобразования информации из мозга в текст используются нейронные сигналы, которые генерируются, когда человек представляет, что он пишет. Электроды, имплантированные в мозг, фиксируют нейронную активность, связанную с этими воображаемыми движениями рук. Чипсет MiBMI мгновенно обрабатывает записанные нейронные сигналы, преобразуя предполагаемые движения рук мозга в цифровой текст.
По сообщению исследователей, это устройство поможет поддерживать связь людям с серьезными двигательными нарушениями, включая синдром замкнутости. “Хотя чип еще не был интегрирован в рабочий BMI, он обработал данные из предыдущих записей выступлений, например, из лаборатории Shenoy в Стэнфорде, преобразовав рукописный ввод в текст с впечатляющей точностью в 91 процент”, - говорят исследователи из EPFL . Благодаря своей текущей способности декодировать 31 символ, чип демонстрирует огромный потенциал для будущих усовершенствований. “Мы уверены, что сможем декодировать до 100 символов, но набор данных рукописного ввода с большим количеством символов пока недоступен”, - добавила Махса Шоаран.
Чип является минимально инвазивным, компактный размер MiBMI, низкое энергопотребление делают его идеальным для имплантации. Будучи полностью интегрированной системой, MiBMI выполняет запись и обработку данных на двух крошечных чипах общей площадью всего 8 мм2. “Его минимальная инвазивность обеспечивает безопасность и практичность для использования в клинических условиях и в реальной жизни”, - отмечается в пресс-релизе политехнической школы в Лозанне. При этом подчеркивается, что инновационный дизайн чипа MiBMI меняет правила игры для будущих интерфейсов мозг-машина. Он делает практичные, полностью имплантируемые устройства реальностью. Это может значительно улучшить качество жизни пациентов с боковым амиотрофическим склерозом и повреждениями спинного мозга, позволяя им общаться без необходимости физического движения, подчеркивается в пресс-релизе.
“Наша цель - разработать универсальный BMI, который можно адаптировать к различным неврологическим расстройствам, предоставляя пациентам более широкий спектр решений”, - добавил Мохаммед Али Шаери, ведущий автор этой инновации.
Команда из швейцарской EPFL представила свою разработку на Международной конференции по твердотельным схемам. Результаты исследования опубликованы в журнале IEEE Journal of Solid-State Circuits.