Um passo a mais para lascar: um implante promissor foi criado para conectar o cérebro a um computador

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveu um novo implante cerebral de potência muito baixa. Os cientistas dizem que seu desenvolvimento é até 90% mais eficiente em termos energéticos do que os similares. Os especialistas conseguiram não apenas reduzir os requisitos para o suprimento de energia do implante, mas também o tornaram muito preciso no cálculo dos sinais elétricos do cérebro transmitidos pelos neurônios.

A descoberta pode levar à criação de implantes cerebrais de longo prazo que podem ser usados ​​no tratamento de doenças neurológicas, usadas para controlar membros robóticos artificiais e outros componentes eletrônicos.

De acordo com especialistas da Universidade de Michigan, atualmente, é necessário um computador, geralmente maior que a própria pessoa, para interpretar com precisão os sinais cerebrais e seu uso posterior. Essa máquina consome muita eletricidade. Reduzir os requisitos de fornecimento de energia “em uma ordem de grandeza” abrirá as portas para o desenvolvimento de interfaces cérebro-máquina compactas.

Para poder prever funções motoras complexas com base na atividade neural, por exemplo, pegar um objeto manualmente, hoje são usados ​​eletrodos percutâneos especiais. Eles atuam como um canal de comunicação direta entre o cérebro e o computador. Os cientistas dizem que 100 desses canais podem ser necessários para operar de maneira eficaz. Além disso, eles devem ser capazes de transmitir até 20 mil sinais elétricos do cérebro por segundo. O cumprimento dessas condições pode levar a pessoa à capacidade de controlar seu braço paralisado ou, por exemplo, sentir através de um implante artificial o quão macio ou duro é o objeto que está segurando.

O problema é que essa abordagem é insegura, pois traz riscos de infecção quando os eletrodos são integrados ao cérebro. Além disso, não é muito prático fora dos laboratórios de pesquisa. Felizmente, a ciência não pára e os cientistas já desenvolveram implantes sem fio baseados em circuitos integrados que podem ler e transmitir cerca de 16 mil sinais elétricos do cérebro por segundo. Mas isso está abaixo do limite necessário da eficiência necessária.

Uma vantagem do desenvolvimento realizado por pesquisadores da Universidade de Michigan é que sua tecnologia é capaz de comprimir sinais transmitidos pelo cérebro. Os cientistas concentraram sua atenção nos sinais de pico dos neurônios que cruzam um certo limiar de potência. Isso tornou possível reduzir a quantidade de dados que precisam ser processados ​​pelo computador e, ao mesmo tempo, prever o próximo lançamento de neurônios.

Experimentos demonstraram que, comparado aos implantes percutâneos, o novo sistema tem exatamente o mesmo nível de precisão, mas ao mesmo tempo requer o processamento de apenas 1/10 do volume total de sinais elétricos. Em outras palavras, ao processar apenas 2.000 sinais cerebrais, os pesquisadores conseguiram alcançar a mesma precisão que o processamento de 20.000 sinais. Os cientistas estão confiantes de que essa descoberta um dia mudará o medicamento.