Mikrofon w głowie

Nowoczesny implant pozwala bezprzewodowo sterować komputerami i protezami za pomocą myśli

Aktualizacja: 16.06.2011 21:58 Publikacja: 16.06.2011 21:56

Tak wygląda BioBolt na modelu zwierzęcej czaszki (Fot. Euisik Yoon)

Tak wygląda BioBolt na modelu zwierzęcej czaszki (Fot. Euisik Yoon)

Foto: University of Michigan

To przełom w konstrukcji protez kończyn i urządzeń sterowanych impulsami elektrycznymi mózgu. Implant wykorzystujący ludzką skórę jako przewodnik opracowali naukowcy z Uniwersytetu Michigan. BioBolt – tak nazywa się urządzenie – przesyła informacje bezprzewodowo.

Dzięki podobnym podskórnym implantom sparaliżowani pacjenci będą mogli myślami sterować urządzeniami zewnętrznymi. W tej chwili to również jest możliwe, ale odbywa się przez zestaw elektrod wszczepianych do mózgu i połączonych kablami z komputerem. To rozwiązanie niewygodne, a przede wszystkim znacznie zwiększające ryzyko infekcji.

Elektronika czyta myśli

– BioBolt umożliwia połączenie mózgu z urządzeniem zewnętrznym, takim jak komputer, jest minimalnie inwazyjne i zużywa mało energii – zapewnia prof. Euisik Yoon z Wydziału Komputerów i Inżynierii Elektrycznej Uniwersytetu Michigan. Konstrukcję jego zespołu zaprezentowano wczoraj podczas sympozjum poświęconego elektronice w japońskim Kioto.

– Dziś przy korzystaniu z takich implantów czaszka musi pozostawać otwarta, co oznacza, że używanie ich przez pacjentów jest mało realistyczne – tłumaczy prof. Kensall Wise z Uniwersytetu Michigan. – Naszym najważniejszym celem jest przywrócenie sprawności sparaliżowanym kończynom przez odbieranie impulsów nerwowych w korze mózgowej i przesyłanie ich do mięśni – mówi prof. Wise.

BioBolt ma średnicę drobnej monety. Elektrody umieszczone są w jego dolnej części. Najważniejsze jednak, że implant  wszczepiany w czaszkę jest przykryty skórą. Czujniki działają jak mikrofony rejestrujące aktywność grup neuronów i tłumaczące je na zamiary pacjenta. Jeszcze w implancie są one wzmacniane i analizowane.

Dopiero po ich interpretacji są zamieniane w postać cyfrową i wysyłane – przez skórę – dalej.

Dokąd? Obecnie do komputera i protezy. Ale prof. Yoon uważa, że w przyszłości elektronika będzie wbudowana w zegarek lub kolczyki, a cały implant kompletnie niewidoczny.

Dodatkowymi zaletami BioBolt są niskie zużycie energii i transmisja sygnałów przez skórę człowieka. Autorzy pomysłu porównują ten efekt do kopiowania filmu na komputer przez zwykłe dotknięcie ekranu.

Neurony pod lupą

Dziś najbardziej zaawansowane systemy analizowania myśli ludzi opierają się na elektrodach wszczepianych bezpośrednio do mózgu. Wychwycone impulsy elektryczne biegną do zewnętrznego komputera, który je analizuje i podejmuje decyzje: "co chciał zrobić pacjent".

Tak działa m.in. zestaw testowany obecnie przez naukowców z Wydziału Medycznego Uniwersytetu w Pittsburghu. Układ 10 na 10 elektrod wszczepiany bezpośrednio do mózgu mierzy aktywność poszczególnych neuronów.

– Jesteśmy gotowi, aby rozpocząć testy tej technologii z udziałem pacjentów, którzy najbardziej na tym skorzystają, czyli osób, które z powodu uszkodzenia rdzenia kręgowego nie mogą poruszać górnymi kończynami – mówi dr Michael Boninger z Uniwersytetu w Pittsburghu. W przyszłości komunikacja implantu i komputera ma się odbywać bezprzewodowo.

Inny program zakłada wykorzystanie elektrokortykografii (jak elektroencefalografia, ale elektrody przykładane bezpośrednio do kory mózgowej). Jednak ma to na celu wyłącznie sprawdzenie, czy pacjent jest w stanie poruszać myślą np. kursorem na ekranie – w praktyce nie sprawdzi się zupełnie.

To przełom w konstrukcji protez kończyn i urządzeń sterowanych impulsami elektrycznymi mózgu. Implant wykorzystujący ludzką skórę jako przewodnik opracowali naukowcy z Uniwersytetu Michigan. BioBolt – tak nazywa się urządzenie – przesyła informacje bezprzewodowo.

Dzięki podobnym podskórnym implantom sparaliżowani pacjenci będą mogli myślami sterować urządzeniami zewnętrznymi. W tej chwili to również jest możliwe, ale odbywa się przez zestaw elektrod wszczepianych do mózgu i połączonych kablami z komputerem. To rozwiązanie niewygodne, a przede wszystkim znacznie zwiększające ryzyko infekcji.

Pozostało jeszcze 82% artykułu
Nauka
Czy naukowcy potrafią przepowiedzieć przyszłość? Jak przewidzieć kolejną pandemię
Nauka
Zaskakujący eksperyment z dzikimi rybami. „Tak, jakby one nas studiowały, a nie odwrotnie”
Nauka
Wilki same się udomowiły? Ciekawy wynik matematycznej symulacji
Nauka
Zaskakujące odkrycie dotyczące jądra Ziemi. Co dzieje się w środku planety?
Materiał Promocyjny
Konieczność transformacji energetycznej i rola samorządów
Nauka
"Ogromne konsekwencje" decyzji Donalda Trumpa. Wstrzymane badania nad HIV i malarią
Materiał Promocyjny
Sezon motocyklowy wkrótce się rozpocznie, a Suzuki rusza z 19. edycją szkoleń