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比馬斯克腦機(jī)接口更精確微創(chuàng) 超聲波讀腦大法來(lái)了

來(lái)源: 責(zé)編: 時(shí)間:2023-12-08 09:13:06 552觀看
導(dǎo)讀 腦機(jī)接口賽道又有新消息傳出。IEEE Spectrum消息,一種新型微創(chuàng)超聲腦機(jī)接口設(shè)備正在開(kāi)發(fā)中。該設(shè)備將傳統(tǒng)的腦機(jī)接口介質(zhì)腦電,改為了超聲波。原理是使用直接聚焦超聲波(FUS)改變神經(jīng)元的動(dòng)作電位,用一種名為功能

腦機(jī)接口賽道又有新消息傳出。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

IEEE Spectrum消息,一種新型微創(chuàng)超聲腦機(jī)接口設(shè)備正在開(kāi)發(fā)中。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

比馬斯克腦機(jī)接口更精確微創(chuàng) 超聲波讀腦大法來(lái)了jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

該設(shè)備將傳統(tǒng)的腦機(jī)接口介質(zhì)腦電,改為了超聲波。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

原理是使用直接聚焦超聲波(FUS)改變神經(jīng)元的動(dòng)作電位,用一種名為功能性超聲成像(fUSI)的技術(shù),通過(guò)多普勒效應(yīng)測(cè)量局部血流變化來(lái)監(jiān)測(cè)大腦區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)活動(dòng)。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

醫(yī)療技術(shù)公司Forest Neurotech和醫(yī)學(xué)影像公司Butterfly Network,已就研發(fā)這款微創(chuàng)超聲腦機(jī)接口設(shè)備達(dá)成合作。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

要知道,像馬斯克Neuralink、Paradromics和Synchron等都在開(kāi)發(fā)與大腦進(jìn)行“電”交互的腦機(jī)接口。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

那么相較之下,基于超聲波的腦機(jī)接口有何優(yōu)勢(shì)?jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

“創(chuàng)口”更小,空間定位更精確jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

據(jù)介紹,傳統(tǒng)的腦電刺激技術(shù)由于電流在腦組織中傳播距離有限,所以在空間上受限較大。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

因此在刺激大腦深層區(qū)域時(shí),需要通過(guò)侵入性手術(shù)將電極放置在相關(guān)位置。而僅在顱骨上安裝深層植入物或電極只能記錄大腦表層區(qū)域的神經(jīng)活動(dòng)。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

為此,開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)表示正在研發(fā)一款微創(chuàng)超聲植入物,只需要將其植入用戶的頭骨,放置在大腦表層,就能使用超聲波靈活刺激和記錄大腦特定區(qū)域的神經(jīng)活動(dòng),且精度為亞毫米級(jí)。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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具體來(lái)說(shuō),由Butterfly Network提供超聲芯片硬件支持,F(xiàn)orest Neurotech則使用這些超聲芯片,通過(guò)引導(dǎo)和聚焦的超聲波刺激大腦特定區(qū)域。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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然后,用一種名為功能性超聲成像(fUSI)的神經(jīng)成像技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)神經(jīng)活動(dòng)。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

fUSI原理也很簡(jiǎn)單:jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

和所有細(xì)胞一樣,神經(jīng)元需要血液才能發(fā)揮作用,而神經(jīng)元“活性”增加也就意味著大腦需要的血流量供給也要增加。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

fUSI正是利用超聲波探測(cè)腦部血流量的微小變化,來(lái)推測(cè)出神經(jīng)元的活動(dòng)程度。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

具體做法是對(duì)大腦某一區(qū)域發(fā)射超聲波,然后檢測(cè)“回波”(受血流影響的反射波)。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

由于血液在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)引起“多普勒效應(yīng)”,會(huì)輕微影響回波的振動(dòng)頻率。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

所以通過(guò)分析回波頻率的變化,fUSI系統(tǒng)就可以判斷出血流速度的變化,進(jìn)而反推出那里的神經(jīng)活動(dòng)。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

公司簡(jiǎn)介jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

據(jù)悉,這款超聲波腦機(jī)接口設(shè)備將由Forest Neurotech、Butterfly Network兩家公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

其中Forest Neurotech是在今年1月份剛剛成立的一家非營(yíng)利性機(jī)構(gòu),專注于開(kāi)發(fā)微創(chuàng)超聲腦機(jī)接口。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

聯(lián)合創(chuàng)始人有三位Sumner L. Norman、Tyson Aflalo、William Biederman。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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上文提到的fUSI技術(shù),正是CEO Sumner L. Norman近參與的一項(xiàng)研究。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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此外,F(xiàn)orest Neurotech屬于Convergent Research旗下機(jī)構(gòu),而Convergent Research是一個(gè)科學(xué)非營(yíng)利組織孵化器,并且是Schmidt Futures Network成員,前段時(shí)間剛宣布獲得了5000萬(wàn)美元新慈善支持。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Butterfly Network則是一家醫(yī)學(xué)影像獨(dú)角獸公司,由有著“生物科技領(lǐng)域的喬布斯”之稱的Jonathan Rothberg于2011年創(chuàng)立。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

此前,Butterfly Network創(chuàng)造了首個(gè)使用超聲芯片技術(shù)打造的手持式單探頭全身超聲系統(tǒng)Butterfly iQ+。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

目前,F(xiàn)orest Neurotech已與Butterfly Network達(dá)成為期5年的共同開(kāi)發(fā)協(xié)議,F(xiàn)orest將支付2000萬(wàn)美元用于購(gòu)買(mǎi)Butterfly超聲芯片及服務(wù)。jLY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com


文章出處:量子位

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