Малопотребляющий скоростной нейронный имплантат для улучшения работы интерфейса мозг-компьютер

Специалисты компании Paradromics совместно с инженерами партнерской фирмы Caeleste разработали новую технологию сенсоров смешанных сигналов (mixed-signal)*, которая обеспечивает высокую скорость передачи записей нейронных сигналов при потреблении энергии в 60 раз меньше по сравнению с обычными цифровыми устройствами считывания. Компактные, маломощные датчики взаимодействуют с записывающими электродами, снижают тепловыделение внутри тела и могут быть группироваться для поддержки активных микроэлектродных массивов с плотностью до 10 000 каналов на кв. см. Эта разработка представляет собой важную веху в развитии высокоскоростных интерфейсов мозг-компьютер, позволяющих имплантатам передавать больше нейронных данных без перегрева мозга. Это позволит использовать широкий спектр новых и передовых приложений при нейропротезировании.

Это новое поколение полностью имплантируемого интерфейса мозг-компьютер, который имеет на два порядка более высокую эффективную скорость передачи нейронных данных, чем современные технологии. Высокая скорость передачи данных такой системы обладает потенциалом для восстановления речи и мобильности для парализованных пациентов, восстановления сенсорных возможностей, а также создания биоэлектрической терапии для пациентов, страдающих нервно-психическими расстройствами.

До сих пор развитие высокоскоростных систем с интерфейсом мозг-компьютер было ограничено чрезмерно высокими требованиями к мощности и соответствующему рассеиванию тепла, которые возникают при масштабировании существующих электронных систем, используемых для таких целей, до большого количества нейронных каналов. Ученые и инженеры из компаний Paradromics и Caeleste решили эту проблему, спроектировав процессор данных на кристалле, который может выполнять извлечение ключевой информации из массива параллельных нейронных записей в режиме реального времени с рассеиванием мощности в 60 раз меньшим, чем при использовании традиционных подходов.

Технология Paradromics представляет собой фундаментальный сдвиг в парадигме исследований для области систем с интерфейсом мозг-компьютер, позволяя новому поколению таких технологий и нейропротезных приложений стать более совершенными

* Смешанная сигнальная интегральная схема - это любая интегральная схема, которая имеет как аналоговые, так и цифровые схемы на одной полупроводниковой матрице. В реальных приложениях смешанные сигналы используются повсеместно, например, в смартфонах.