Naukowcy z chińskiego National Centre for Nanoscience and Technology (NCNST) osiągnęli przełom w budowie interfejsu mózg-komputer (BCI), konstruując wszczepianą elektrodę, która pomaga kontrolować urządzenia za pomocą myśli i poprawia kondycję neuronów. Urządzenie wpływa na otaczające komórki nerwowe, aby stworzyć płynniejszą interakcję między mózgiem a ciałem obcym. Szczegóły opublikowano w czasopiśmie South China Morning Post.
Chiński interfejs mózg-komputer może okazać się lepszy nawet od Neuralinka
Większość wysiłków neuronaukowców budujących BCI koncentruje się dzisiaj na “opracowaniu biokompatybilnych elektrod neuronowych”, których mózg nie odrzuci. Niedawne badanie Neuralink na pacjencie z tetraplegią wykazało, że urządzenie wykonane z polimeru traci moc w ciągu zaledwie miesiąca od momentu wszczepienia, ale wiele wskazuje na to, że problem ten da się obejść. Poza znalezieniem właściwego materiału, wyzwaniem może być wyprodukowanie urządzenia o wystarczająco długiej żywotności.
Czytaj też:Neuralink naprawdę działa. Pacjent szczęśliwy, ale to jeszcze nie “przełom”
Chińscy naukowcy pod kierunkiem prof. Fanga Yinga znaleźli sposób, jak tego dokonać. Zmodyfikowali genetycznie elektrodę, aby wzmocnić “wzrost neuronów i otaczającej je tkanki” do poprawy kompatybilności z implantami mózgowymi, jak Neuralink. Kluczowe może być nie poprawianie materiałów wykorzystywanych do budowy BCI, a stworzenie dla nich lepszego środowiska w mózgu.
Polimer wciąż jest uznawany za materiał, który najlepiej współpracuje z mózgiem. Jednak chińscy naukowcy zmienili konstrukcję urządzenia – ma kształt grzebienia, a jego osiem zębów pełni funkcję anten, które zbierają sygnały z pobliskich neuronów. Testy przeprowadzone przez chińskich naukowców wykazały, że taki implant może działać nieprzerwanie przez ponad rok.
Poza kształtem, kluczem do sukcesu nowego BCI, jest pokrycie go substancją zawierającą RNA wpływający na otaczającą sieć neuronową. To niewielka zmiana w stosunku do wspomnianego wcześniej Neuralinka, ale wystarczająca, by wzmocnić kompatybilność całego BCI.
Dr Tian Huihui z NCNST mówi:
Precyzyjnie wyciszamy określone geny w mózgu. Na przykład wyciszyliśmy PTEN w komórkach neuronalnych wokół wszczepionego urządzenia BCI. Osłabianie aktywności genów prowadzi do powiększenia ciał neuronów na styku elektroda-tkanka, co pozytywnie wpływa na kondycję samych komórek i potencjalnie wzmacnia wydajność połączenia. To znacznie poprawiają jakość zebranych sygnałów, co jest bardzo korzystne dla późniejszego dekodowania danych neuronalnych.
Chińscy naukowcy przetestowali przełomowy BCI na małpie, która była w stanie poruszać ramieniem robota za pomocą myśli. Chociaż wykorzystanie inżynierii genetycznej do wpływu na ludzki mózg budzi pewne obawy natury etycznej, może okazać się kluczowe dla budowy BCI, które będą miały realny wpływ na życie pacjentów (np. sparaliżowanych).