Представьте чип, который можно разместить на поверхности мозга, в естественном пространстве под черепом. Он не толще листа бумаги, но в нем упакованы десятки тысяч микроэлектродов и вся электроника для беспроводной связи. Американские ученые создали именно такое устройство.
Система BISC (Bidirectional Intracortical Sensing and Conditioning system) — это плод сотрудничества Колумбийского университета (Columbia University), Стэнфордского университета (Stanford University) и Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania). Ее ядро — один кремниевый чип. Вся электроника: радиопередатчик, усилители, преобразователи данных — интегрирована в него. Объем импланта — около 3 кубических миллиметров. Для сравнения, это в тысячу раз меньше типичного мозгового импланта. Устройство гибкое и повторяет изгибы поверхности мозга.
Ключевые цифры впечатляют. На чипе размещено 65 536 электродов. Он может одновременно записывать сигналы с 1024 каналов и стимулировать мозг по 16 384 каналам. Внешняя релейная станция, похожая на носимый гаджет, питает чип и обеспечивает обмен данными. Пропускная способность канала — 100 Мбит/с. Это в 100 раз выше, чем у существующих беспроводных аналогов. Такой поток позволяет в реальном времени передавать паттерны мозговой активности мощным алгоритмам ИИ для декодирования.
«Большинство имплантов — это громоздкий корпус с электроникой внутри тела», — говорит профессор Колумбийского университета Кен Шепард (Ken Shepard), один из ведущих разработчиков. — «Наш имплант — один интегральный чип. Он настолько тонкий, что помещаться в пространство между мозгом и черепом, как кусок влажной бумажной салфетки».
У технологии два главных пути применения. Первый — медицина. Уже сейчас ученые получили грант на применение BISC для лечения устойчивой к лекарствам эпилепсии. В перспективе — помощь при травмах спинного мозга, инсульте, БАС. Второй путь — интерфейсы мозг-компьютер для взаимодействия с искусственным интеллектом.
«BISC превращает поверхность коры в эффективный портал для высокоскоростной связи с ИИ», — объясняет нейробиолог Андреас Толиас (Andreas Tolias) из Стэнфорда.
Устройство уже прошло доклинические испытания на животных. Сейчас идут предварительные исследования на людях: чип ненадолго устанавливают во время нейрохирургических операций, чтобы проверить работу. Для коммерциализации создана компания Kampto Neurotech. Разработка велась при поддержке DARPA — Агентства перспективных исследовательских проектов Минобороны США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA).
Это не прототип далекого будущего. Это работающая платформа, которая меняет представление о том, как может выглядеть связь между мозгом и машиной. Разработчики подчеркивают, что тончайшая форма и отсутствие проводов, проникающих в мозг, минимизируют реакцию тканей.