Układ CMOS, którego grubość nie przekracza 50 µm
Tradycyjne systemy implantów mózgowych często kojarzą się z dużymi, nieporęcznymi „kanistrami” elektroniki, które wymagają skomplikowanych zabiegów chirurgicznych, usunięcia fragmentów czaszki lub prowadzenia przewodów przez ciało pacjenta. BISC zrywa z tym schematem – nowy implant to pojedynczy, zintegrowany układ scalony CMOS, który został odchudzony do grubości zaledwie 50 mikrometrów, porównywalnej z ludzkim włosem.
Ken Shepard, profesor inżynierii elektrycznej i biomedycznej na Uniwersytecie Columbia, obrazowo opisuje urządzenie: „Nasz implant to pojedynczy układ scalony, który jest tak cienki, że może wsunąć się w przestrzeń między mózgiem a czaszką, spoczywając na mózgu niczym kawałek mokrej bibułki”. Mimo mikroskopijnych rozmiarów (całkowita objętość wynosi około 3 mm³, czyli mniej niż 1/1000 objętości typowych urządzeń), chip ma potężne możliwości. Wyposażono go w ponad 65 000 elektrod, co pozwala na jednoczesne nagrywanie sygnałów z ponad 1000 kanałów i stymulację za pomocą ponad 16 000 kanałów.
BISC to między innymi nadzieja dla pacjentów neurologicznych
Głównym celem stworzenia BISC jest pomoc pacjentom cierpiącym na ciężkie schorzenia neurologiczne – dzięki ogromnej przepustowości danych, urządzenie może stać się kluczowym narzędziem w leczeniu lekoopornej padaczki, urazów rdzenia kręgowego, stwardnienia zanikowego bocznego (ALS), udarów czy nawet ślepoty.
Dr Brett Youngerman, neurochirurg z NewYork-Presbyterian/Columbia University Irving Medical Center, podkreśla, że kluczem do skutecznych interfejsów mózg-komputer jest maksymalizacja przepływu informacji przy jednoczesnym ograniczeniu inwazyjności zabiegu. BISC spełnia oba te warunki – implant może być wprowadzany przez niewielkie nacięcie i umieszczany w przestrzeni podtwardówkowej, co minimalizuje ryzyko uszkodzenia tkanek i reakcji zapalnych, które są częstym problemem przy implantach penetrujących tkankę mózgową.
To, co wyróżnia BISC na tle innych rozwiązań, to nie tylko jego rozmiar, ale przede wszystkim szybkość komunikacji. System wykorzystuje niestandardowe łącze radiowe o ultrawysokiej częstotliwości, osiągające przepustowość 100 Mbps. To co najmniej 100 razy więcej niż w przypadku jakiegokolwiek innego obecnie dostępnego bezprzewodowego interfejsu BCI. Tak wysoka przepustowość umożliwia przesyłanie bogatych wzorców aktywności mózgowej do zaawansowanych algorytmów uczenia maszynowego. Andreas S. Tolias z Uniwersytetu Stanforda, współpracujący przy projekcie, zaznacza, że BISC zmienia powierzchnię kory mózgowej w efektywny portal komunikacyjny. Dzięki temu możliwe staje się precyzyjne dekodowanie złożonych intencji, percepcji i stanów wewnętrznych użytkownika przez sztuczną inteligencję.
Czytaj też: Cenzura czy błąd techniczny? OnePlus wyłącza narzędzie AI Writer po oskarżeniach o chińską stronniczość
Przyszłość jest bezprzewodowa
Obecnie trwają wczesne badania na ludziach, koncentrujące się na krótkoterminowych nagraniach podczas operacji, które mają potwierdzić bezpieczeństwo i skuteczność urządzenia w warunkach klinicznych. Aby przyspieszyć drogę technologii do powszechnego użytku, powołano spin-off o nazwie Kampto Neurotech, który pracuje nad komercjalizacją chipa. Wizja badaczy wykracza jednak poza samą medycynę naprawczą. Jak zauważa prof. Shepard, połączenie ultrawysokiej rozdzielczości nagrywania neuronów z w pełni bezprzewodowym działaniem i zaawansowaną sztuczną inteligencją otwiera drogę do przyszłości, w której interakcja między mózgiem a systemami AI będzie płynna i naturalna. Może to zmienić nie tylko sposób leczenia chorób, ale także to, jak w ogóle wchodzimy w interakcje z technologią, zacierając granicę między biologicznym umysłem a cyfrowym światem.