Belangrijkste afhaalrestaurants
- Onderzoekers van Brown University hebben een nieuwe manier ontwikkeld om hersengolven te monitoren met behulp van kleine microchips.
- De uitvinding is de nieuwste stap in het zich snel ontwikkelende veld van brein-machine-interfaces.
-
Herseninterfacesystemen kunnen patiënten met hersenletsel helpen of zelfs uw auto onder controle houden.
Technologie waarmee computers je gedachten kunnen lezen, krijgt mogelijk een boost van nieuw onderzoek.
Wetenschappers hebben een systeem ontwikkeld dat gebruikmaakt van siliciummicrochips om hersenactiviteit vast te leggen en naar een computer te verzenden, volgens een recent artikel. Kleine chips worden op het oppervlak van de hersenen of in het weefsel geplaatst om meer neurale signalen te verzamelen dan andere hersenimplantaten. De uitvinding is de nieuwste stap in het zich snel ontwikkelende veld van brein-machine-interfaces.
"Volledig functionerende interfaces voor diepe hersenstimulatie en gecombineerde stimulatie en opname zijn momenteel beschikbaar en worden iteratief verbeterd met steeds toenemende verfijning, complexiteit en mogelijkheden", Dr. James Giordano, hoogleraar neurologie aan de Georgetown University Medical Center, vertelde Lifewire in een e-mailinterview.
"Echter, alle momenteel beschikbare systemen omvatten een vorm van invasieve neurochirurgische implantatie, en dit is een beperkende factor, althans tot op zekere hoogte."
Gedachtenlezers
De onderzoekers van Brown University die de nieuwe chips hebben ontwikkeld, zeggen dat de sensoren, genaamd "neurograins", onafhankelijk de elektrische pulsen registreren die worden gemaakt door neuronen af te vuren. De chips sturen de signalen draadloos naar een centrale hub, die de signalen coördineert en verwerkt.
In hun onderzoek toonde het onderzoeksteam het gebruik aan van ongeveer 50 neurogranen om hersenactiviteit bij een knaagdier vast te leggen. Het systeem zou het ooit mogelijk kunnen maken om hersensignalen gedetailleerder te registreren dan bestaande methoden.
"Een van de grote uitdagingen op het gebied van hersen-computerinterfaces is het ontwerpen van manieren om zoveel mogelijk punten in de hersenen te onderzoeken", zegt Arto Nurmikko, een professor aan Brown's School of Engineering en senior auteur van het onderzoek., zei in een persbericht. "Tot nu toe waren de meeste BCI's monolithische apparaten - een beetje zoals kleine naaldbedden. Het idee van ons team was om die monoliet op te splitsen in kleine sensoren die over de hersenschors konden worden verdeeld."
Herseninterfaces kunnen mensen met een ernstige motorische handicap helpen gemakkelijker te communiceren en bewegingen uit te voeren zoals aankleden, eten en verzorgen, vertelde Nicholas Hatsopoulos, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Chicago, aan Lifewire in een e-mailinterview.
Een uitdaging is om "elektroden te ontwikkelen die minimaal invasief zijn en van meer neuronen kunnen opnemen", zei hij.
Rijden door hersengolven
Bestuurders kunnen ook profiteren van computers die je hersenen lezen. Nissan zei onlangs dat het werkt aan een autocontrolesysteem met herseninterface dat het voertuig kan vertragen of het stuur sneller kan bewegen dan de bewegingen van het lichaam van de bestuurder.
De meeste automobilisten zouden echter waarschijnlijk bezwaar hebben tegen het hebben van hersenimplantaten om hun gedachten te controleren. Het bedrijf Freer Logic heeft neurotechnologie ontwikkeld die is ingebed in de hoofdsteun van een auto, een bureaustoel, een matras of kussen.
Een van de grote uitdagingen op het gebied van hersen-computerinterfaces is het ontwerpen van manieren om zoveel mogelijk punten in de hersenen te onderzoeken.
Peter Freer, de president van Freer Logic, vertelde Lifewire in een e-mailinterview dat de uitvinding "aanzienlijke tests" heeft ondergaan door auto- en luchtvaartbedrijven.
"De ingebouwde neurotechnologie bewaakt de hersenen van een bestuurder via een discreet, onzichtbaar sensorsysteem", zei Freer. "Het kan slaperigheid en vermoeidheid van de bestuurder, cognitieve belasting, stress, afleiding en meer detecteren voor de veiligheid. Het kan worden gebruikt voor de bediening van entertainment in voertuigen en functies."
Er is echter nog een lange weg te gaan voordat hersencomputationele interfaces alles kunnen doen wat wetenschappers hopen. De huidige systemen kunnen bijvoorbeeld nog steeds geen specifieke activiteiten van neurologische knooppunten en netwerken vastleggen, zei Giordano.
"Het computersysteem moet neurale signalen vertalen en transcriberen, de betrouwbaarheid, betekenis en waarde van neurale signalen interpreteren; deze signalen vervolgens uitvoeren naar een machine-effector en feedback geven aan de neurologische mechanismen om een bidirectioneel pad te ontwikkelen, " voegde hij eraan toe.
Een andere hindernis is het ontwikkelen van sensoren die in de hersenen zijn geïmplanteerd en die jarenlang signalen kunnen opnemen zonder door het lichaam te worden afgewezen, zei Hatsopoulos.
Als de technische uitdagingen kunnen worden overwonnen, kunnen herseninterfaces worden gebruikt om neurologische ziekten, neuropsychiatrische aandoeningen en neurologische verwondingen te behandelen, of "met andere woorden, om een 'gebroken brein' te repareren", zei Giordano.
