Посторонись, Илон Маск: ученые в шаге от создания интерфейса "мозг-компьютер"

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) создали тонкий прозрачный нейронный имплантат, который может отслеживать активность не только на поверхности мозга, но и на более глубоком уровне. Устройство может стать первым шагом на пути к созданию точного интерфейса "мозг-компьютер", передает New atlas.

Имплантаты, которые считывают активность глубоко внутри человеческого, состоят из зондов, вызывающих такие проблемы, как воспаление и рубцевание. Минус еще и в том, что подаваемые ими сигналы, могут со временем ухудшаться. Имплантаты, расположенные на поверхности мозга, не имеют таких проблем, но они не могут дать ученым ничего, кроме сигналов, распространяющихся по поверхности мозга.

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего, похоже, смогли решить эти проблемы. Они создали сверхтонкую полимерную пленку, состоящую из двух слоев прозрачных графеновых проволок, зажатых вокруг слоя азотной кислоты. Поместив прозрачную пленку на мозг мышей, исследователи смогла считывать поверхностные сигналы мозга грызунов. Благодаря тому, что устройство прозрачное, разработчики смогли одновременно пропускать через него лазеры и использовать двухфотонный микроскоп для получения изображения шипов кальция в нейронах, которые находились на глубине до 0,25 мм под поверхностью. А кальций, как известно, является ключевым компонентом обмена данными между нейронами.

Затем исследователи смогли обучить ИИ-модель устанавливать связь между поверхностной и подповерхностной активностью, фактически научив ее "понимать", что происходит в глубинах мозга.

"С помощью этой технологии мы расширяем пространственный охват нейронных записей", — сказал участник исследования Дуйгу Кузум. — "Несмотря на то, что наш имплантат находится на поверхности мозга, его конструкция позволяет выходить за пределы физического восприятия, поскольку он может определять нейронную активность из более глубоких слоев мозга".

Исследователи также отмечают: чтобы наблюдать активность кальция внутри мозга, им необходимо фиксировать голову испытуемого под микроскопом в ходе процедур, которые могут длиться максимум до 2 часов. Однако новый графеновый имплантат не имеет такого ограничения.

"Наша технология позволяет проводить более длительные эксперименты, в которых субъект может свободно передвигаться и выполнять сложные поведенческие задачи", — сказал соавтор исследования Мехрдад Рамезани. — "Это может обеспечить более полное понимание нейронной активности в динамических сценариях реального мира".

Ученые планируют проверить работу своего прозрачного датчика из графена на других животных, а потом, возможно, — на людях.

"Наша разработка в будущем может использоваться для различных фундаментальных нейробиологических исследований, чтобы лучше понять, как работает человеческий мозг", — резюмировал Кузум.