Dank eines drahtlosen Implantats könnten Menschen bald über ein „Gehirninternet“ verfügen, mit dem sie Computer und intelligente Geräte mit ihren Gedanken steuern können.
Wissenschaftler der Purdue University haben ein Gerät entwickelt, das kleiner als ein Cent ist und Daten erfasst und an einen Over-the-Ear-Kopfhörer überträgt.
Im Gegensatz zu aktuellen Gehirnchips müssen die Implantate von Purdue nicht an einen Computer oder ein Gerät angeschlossen werden, um die Gehirnwellen des Benutzers zu erfassen.
Das Team geht davon aus, dass seine Innovation den Menschen eine Verbindung zum Internet, zu Computern und anderen intelligenten Geräten ermöglichen wird, egal wo sie sich befinden.
Während es viele Versuche gab, Gehirnsignale mit einem externen Gerät zu verknüpfen, ist die neueste Forschung die erste, die eine drahtlose Kommunikation mit hoher Bandbreite zwischen Nervenimplantaten und tragbaren Geräten demonstriert.
Wissenschaftler der Purdue University haben einen winzigen Gehirnchip entwickelt, der kleiner als ein Cent ist und Daten erfasst und an ein tragbares Gerät in Form von Kopfhörern überträgt, das als Empfänger fungiert
Jan Rabaey, an der University of California, Berkeley. Rabaey, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte: „Es ist sehr attraktiv, wenn ein Gerät von außerhalb des Schädels mit einem Implantat kommuniziert.“
„Es ist eine interessante neue Variante eines Problems, mit dem sich viele Menschen beschäftigt haben.“
Um Purdues Chips zu implantieren, entfernen Ärzte die Haut über dem Schädel und führen mit einem Präzisionschirurgie-Zahnbohrer eine beidseitige Kraniotomie durch.
Nach der Kraniotomie wird die Mittellinie des Schädels ausgedünnt, um den Kontakt mit dem Implantat zu verbessern, das wie die von Elon Musks Neuralink hergestellten Implantate nicht mit dem Gehirn verbunden ist.
Neuralink nutzt Elektroden, um Chips mit dem Gehirn zu verbinden.
Der menschliche Körper, einschließlich des Gehirns, ist von Natur aus in der Lage, interne Kommunikation auf der Grundlage der Erzeugung winziger elektrischer Signale zu unterstützen, deren hohe Geschwindigkeit einen „Breitband“-Kanal aufbaut, der sich über den gesamten Körper erstreckt.
Das System platziert verschiedene Implantate im gesamten Gehirngewebe, die weniger Strom benötigen und dennoch eine Datenkommunikation mit hoher Bandbreite ermöglichen, da sie ein einheitliches Netzwerk bilden
Die korngroßen Implantate von Purdue können auf dem Gewebe platziert werden und die Patienten tragen ein kopfhörerähnliches Gerät als Drehscheibe
Sogenannte Gehirn-Computer-Schnittstellen sollen eine Interaktion mit hoher Bandbreite zwischen diesen Gehirnsignalen und Computern ermöglichen.
Shreyas Sen, der Hauptforscher der Studie, sagte gegenüber Tech Xplore: „„Sobald unsere elektrische Feldbasis um den Körper herum ausgereift war, lag es für uns auf der Hand, diese Untersuchung durchzuführen, da sie auch im Gehirn für die Kommunikation zwischen Implantat und Computer mit hoher Bandbreite und extrem geringem Stromverbrauch anwendbar ist.“
Das Team entwickelte das System mithilfe eines zweiphasigen Ansatzes namens biphasische quasistatische Gehirnkommunikation für drahtlose neuronale Implantate.
Der Begriff quasistatisch bezeichnet das Signal, das mit einer relativ niedrigen Frequenz arbeitet.
Studienleiter Baibhab Chatterjee sagte gegenüber TechXplore: „In dieser Arbeit demonstrieren wir eine Technik namens biphasische quasistatische Gehirnkommunikation (BP-QBC), die diesen Stromverbrauch um Größenordnungen reduzieren kann (ca. 41-fache Reduzierung bei 1 MHz) und die Erstellung von ermöglicht.“ ein extrem stromsparender und dennoch breitbandiger Kommunikationskanal.
„Darüber hinaus verursachen unsere Methoden aufgrund der vollständigen EQS-Signalisierung im Vergleich zu konkurrierenden Technologien wie Ultraschall, optischer und magnetoelektrischer Datenübertragung keine Übertragungsverluste, wodurch die Verluste auf Systemebene reduziert werden, was ein weiterer einzigartiger Vorteil dieser Methode ist.“ Technologie.’
Mit Blick auf die Zukunft fragt sich Rabaey jedoch, wie solche Geräte bei In-vivo-Studien funktionieren werden, bei denen sich das elektrische Signal durch den Schädel und verschiedene Gehirngewebe bewegt, und nicht durch das vereinfachte Salzwassermodell.
„Weitere Untersuchungen und Experimente werden erforderlich sein, um zu zeigen, dass dies unter verschiedenen Umständen wirklich robust ist“, sagte er.
Sen räumte ein, dass es noch mindestens zehn Jahre dauern wird, bis Produkte diese Art von Technologie enthalten.
Aber, sagte Sen, „die Bausteine fügen sich zusammen“, und die „große Sache“, die in der jüngsten Studie gezeigt wurde, ist, dass das Gehirn „sein eigenes Breitband“ bekommen kann.