斯坦福大学的研究人员开发了一种新的装置 ， 将大脑与硅基技术直接连接起来 。虽然脑机接口设备已经存在 ， 并且用于假肢、疾病治疗和大脑研究-这种最新的设备可以记录更多的数据 ， 同时比现有的选项更少的侵入性 。
【该设备为大脑研究和修复术带来了硅计算能力】斯坦福大学材料科学与工程专业的研究生AbdulmalikObaid说：“以前没有人使用过这种二维硅电子产品 ， 并将它们与大脑的三维结构相匹配 。“我们不得不抛出我们已经知道的关于传统芯片制造和设计新工艺 ， 以使硅电子进入第三维度 。我们必须以一种可以轻易扩大的方式来做这件事 。”
该装置是3月20日发表在“科学进步”杂志上的一篇论文的主题 ， 包含一束微丝 ， 每根电线的宽度小于最薄的人类头发的一半 。这些细电线可以轻轻地插入大脑 ， 并直接连接到一个硅片上 ， 记录每根电线通过的大脑电信号-就像制作一部神经电活动电影一样 。目前版本的设备包括数百微线 ， 但未来版本可能包含数千 。
斯坦福大学材料科学与工程教授、该论文的共同高级作者Nick Melosh说：“电子活动是观察大脑活动的最高分辨率方法之一 。” “用这个微波阵列 ， 我们可以看到在单神经元的水平上发生了什么 。”
研究人员在大鼠和活体小鼠的大脑中对分离的视网膜细胞进行了人机界面测试 。在这两种情况下 ， 他们成功地获得了有意义的信号跨越阵列的数百个通道.. 正在进行的研究将进一步确定该装置能在大脑中停留多长时间 ， 以及这些信号能揭示什么 。这个团队特别感兴趣的是信号能告诉他们什么是学习 。研究人员还在研究假肢的应用 ， 特别是言语辅助 。
值得等待
研究人员知道 ， 为了实现他们的目标 ， 他们必须创造一个不仅持久 ， 而且能够与大脑建立密切联系 ， 同时造成最小损害的脑机界面 。他们的重点是连接硅基器件 ， 以便利用这些技术的进步 。
梅洛什说：“硅芯片是如此强大 ， 具有惊人的放大能力 。“我们的阵列非常简单地使用这种技术 。你可以直接拿着芯片 ， 按在包的外露端 ， 得到信号 。”
研究人员面临的一个主要挑战是如何构造阵列 。它必须坚固耐用 ， 尽管它的主要部件是数百根微小的电线 。解决办法是将每根电线包裹在一种生物安全的聚合物中 ， 然后将它们捆绑在金属项圈内 。这确保了电线间隔和适当的方向 。在衣领下面 ， 聚合物被移除 ， 以便电线可以单独定向到大脑 。
现有的脑机接口设备仅限于提供100个信号通道的大约100根电线 ， 每个都必须手工地放置在阵列中 。研究人员花了几年时间改进他们的设计和制造技术 ， 以便能够创建一个有数千个通道的阵列-他们的努力在一定程度上得到了吴仔神经科学研究所大思想基金的支持 。
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