مهندسون يخترعون واجهة دماغ-حاسوب متقدمة مع إبر دقيقة

أخترع باحثون في الهندسة في جامعة كاليفورنيا – سان دييغو واجهة دماغ-حاسوب متقدمة (BCI) تتكون من قاعدة مرنة وقابلة للتشكيل ، بالإضافة إلى إبر دقيقة متخترقة. تمكن القاعدة المرنة الواجهة الدماغية-الحاسوبية من التكيف بشكل أكثر均ماً مع السطح المنحني المعقد للدماغ. كما أنها تسمح بوضع إبر دقيقة بشكل أكثر توحيداً في القشرة الدماغية.

الإبر الدقيقة والقاعدة المرنة

تتكون هذه الإبر الدقيقة من 10 أضعاف رقة الشعر وتخرج من القاعدة المرنة. ثم تتخترق سطح الأنسجة الدماغية دون اختراق الأوردة السطحية. يمكن للإبر الدقيقة تسجيل الإشارات من الخلايا العصبية في القشرة الدماغية.
تم اختبار النظام الجديد في الفئران ، ونشرت الأبحاث في مجلة مواد وظيفية متقدمة.
قاد الفريق أستاذ الهندسة الكهربائية شادي دايه في الجامعة. كما ضم باحثين من جامعة بوسطن بقيادة أستاذ الهندسة الحيوية آنا ديفور.
أظهر النظام أداءً على نفس مستوى المعيار الذهبي الحالي لواجهات الدماغ-الحاسوب مع الإبر المتخترقة. يُعرف هذا المعيار باسم “مصفوفة يوتا” ، وقد أظهر أنه يساعد الأفراد الذين يعانون من إصابات في الحبل الشوكي والضحايا الذين يعانون من السكتة الدماغية. يمكنهم استخدام أفكارهم للسيطرة على الأطراف الروبوتية والأجهزة الأخرى.
تساهم مرونة الواجهة الدماغية-الحاسوبية وقابليتها للتشكيل في تحقيق اتصال أوثق بين الدماغ والمكبرات ، مما يسمح بتسجيل أفضل وأكثر توحيداً لإشارات النشاط الدماغي. يسمح الطريقة التي يتم بها بناء الواجهة الدماغية-الحاسوبية بوجود مساحات أكبر للاستشعار ، مما يساعد على مراقبة منطقة أكبر من سطح الدماغ في نفس الوقت.
في التجارب ، يمكن لمصفوفة الإبر الدقيقة المتخترقة التي تتكون من 1024 إبر دقيقة تسجيل الإشارات الناجمة عن محفزات دقيقة من أدمغة الفئران. هذا يعني أنه يغطي عشرة أضعاف مساحة الدماغ مقارنة بالتقنيات الحالية.
تكون الواجهات الدماغية-الحاسوبية ذات الظهر الناعم أرق وأخف من التقليدية التي تستخدم قواعد زجاجية. يمكن أن تقلل القواعد الجديدة من تهيج الأنسجة الدماغية التي تلامس مصفوفة المستشعرات.
تكون القواعد المرنة شفافة أيضًا ، مما يسمح للباحثين بإجراء أبحاث أساسية في العلوم العصبية تتضمن نماذج حيوانية لم تكن ممكنة من قبل.

أيدي روبوتية مع ملاحظات لامسية

يقول الباحثون إن مصفوفات الإبر الدقيقة المتخترقة ذات التغطية المكانية الكبيرة ستحتاج إلى تحسين الواجهات الدماغية-الحاسوبية في المستقبل وتمكينها من الاستخدام في “النظم المغلقة”. يمكن أن يساعد هذا الأفراد الذين يعانون منmobility محدودة بشكل كبير ويمكن أن يتيح ملاحظات لامسية لشخص يستخدم يد روبوتية.
يمكن لمستشعرات التلامس على اليد الروبوتية اكتشاف قوام وثقل ووزن الكائن. سجلات المعلومات التي يمكن ترجمتها إلى أنماط تحفيز كهربائي تسافر عبر أسلاك خارج الجسم إلى الواجهة الدماغية-الحاسوبية. سيتلقى الدماغ المعلومات مباشرة من هذه الإشارات الكهربائية حول الكائن ، ويمكن للأشخاص بعد ذلك تعديل قبضتهم بناءً على المعلومات المكتشفة.
已经 اخترع مختبر دايه مستشعرات تكتيلية مختلفة يمكن استخدامها لهذه التطبيقات.