Mühendisler Mikroiğneler ile Gelişmiş Beyin-Bilgisayar Arayüzü İcat Ettiler

Kaliforniya Üniversitesi – San Diego’daki mühendislik araştırmacıları, esnek ve şekillendirilebilen bir destek ve penetrasyon mikroiğnelerinden oluşan gelişmiş bir beyin-bilgisayar arayüzü (BCI) icat ettiler. Esnek destek, BCI’nin beynin karmaşık eğri yüzeyine daha eşit olarak uyum sağlaması sağlar. Ayrıca BCI’nin korteksi delen mikroiğnelerini daha.uniform olarak dağıtmasını sağlar.

Mikroiğneler ve Esnek Destek

Bu mikroiğneler insan saçıdan 10 kat daha ince ve esnek destekten çıkıyorlar. Daha sonra beyin dokusunun yüzeyine giriyorlar, ancak yüzey venülerini delmiyorlar. Mikroiğneler, korteksteki sinir hücrelerinden sinyalleri kaydedebiliyorlar.
Yeni sistem, farelerde test edildi ve araştırma Advanced Functional Materials dergisinde yayımlandı.
Ekibe, üniversitedeki elektrik mühendisliği profesörü Shadi Dayeh liderlik etti. Ekibin içinde, Boston Üniversitesi’nden biyomedikal mühendislik profesörü Anna Devor’un liderliğindeki araştırmacılar da yer aldı.
Sistem, penetrasyon iğneleri ile mevcut altın standart BCI’lerle aynı performansı gösterdi. “Utah Dizisi” olarak adlandırılan bu standart, omurilik yaralanmaları ve inme kurbanlarının düşüncelerini kullanarak robotik uzuvları ve diğer cihazları kontrol etmelerine yardımcı oldu.
Yeni BCI’nin esnekliği ve uyum sağlama özelliği, beyin ve elektrotlar arasında daha yakın bir temas sağlar, bu da beyin aktivitesi sinyallerinin daha iyi ve daha uniform kaydedilmesini sağlar. BCI’nin yapısı, daha büyük algılama yüzeylerine olanak tanır, bu da aynı anda beynin daha büyük bir alanını izlemesine olanak tanır.
Deneylerde, 1.024 mikroiğnedan oluşan penetrasyon mikroiğne dizisi, farelerin beyinlerinden precisa tetiklenen sinyalleri başarılı bir şekilde kaydedebildi. Bu, mevcut teknolojilere kıyasla beynin 10 kat daha fazla alanını kapsar.
Esnek destekli BCI’ler, ayrıca geleneksel cam destekli olanlardan daha ince ve daha hafiftir. Yeni tip destekler, sensör dizisiyle temas eden beyin dokusunun tahrişini azaltabilir.
Esnek destekler ayrıca şeffaftır, bu da araştırmacıların, otherwise imkansız olabilecek hayvan modelleri içeren temel nörobilimsel araştırmaları gerçekleştirmelerine olanak tanır.

Robotic Eller ile Dokunsal Geri Bildirim

Araştırmacılar, penetrasyon mikroiğne dizileriyle büyük mekansal kapsama alanı, gelecekte BCI’leri geliştirmek ve “kapalı döngü sistemlerinde” kullanılmasını sağlamak için gerekecektir. Bu, ciddi şekilde hareket kısıtlı bireyleri yardımcı olabilir ve robotik bir el kullanarak dokunsal geri bildirimi sağlayabilir.
Robotic eldeki dokunsal sensörler, bir nesnenin dokusunu, sertliğini ve ağırlığını algılayabilir. Bu bilgiler, vücut dışındaki teller aracılığıyla BCI’ye iletilen elektriksel stimülasyon desenlerine dönüştürülebilir. Beyin, nesne hakkında doğrudan bu elektriksel sinyallerden bilgi alabilir ve kişi, algılanan bilgilere göre tutuşunu ayarlayabilir.
Dayeh laboratuvarı, bu uygulamalar için kullanılabilecek çeşitli dokunsal sensörler zaten icat etti.