Операция по изготовлению графенового чипа для мозговых имплантатов

Стартап Inbrain Neuroelectronics экспериментирует с интерфейсом мозг-компьютер (BCI) с использованием графеновых чипов. BCI позволяют людям управлять компьютерами напрямую, используя сигналы мозга. Этим летом компания уже планирует протестировать свой BCI на основе графена в Манчестерском университете во время операции по удалению опухоли головного мозга пациента.

BCI далеко не новая технология: первый пациент Маска Neuralink теперь может играть в компьютерные игры, используя только свой разум. Однако что делает графеновый чип новым решением, так это то, что в нем не используются металлические материалы. Графен состоит исключительно из углерода, что делает его невосприимчивым к фарадеевским реакциям.

Фарадеева реакция — это электрохимический процесс, который происходит между металлическим электродом и раствором электролита, когда между ними прикладывается напряжение. Одним из распространенных примеров фарадеевской реакции является окисление (т.е. ржавление). Большинство BCI сделаны из металлического материала, тогда как человеческий мозг по сути плавает внутри водного электролита. Таким образом, чтобы предотвратить преждевременную деградацию BCI, большинство из них могут только получать сообщения.

«Металлы имеют реакции Фарадея, которые фактически заставляют все электроны взаимодействовать друг с другом, снижая их эффективность… для передачи сигналов обратно в мозг», — сказала Каролина Агилар, генеральный директор и соучредитель Inbrain. IEEE Spectrum сообщил, что Агилар заявил, что, поскольку графен сделан из углерода, он может прикладывать до 200 раз большее напряжение, не запуская фарадеевской реакции.

Это означает, что Inbrain Neuroelectronics может использовать свой графеновый BCI для считывания сигналов и стимуляции мозга пациента. Компания ожидает, что он останется стабильным в течение миллионов импульсов, которые она отправит в качестве терапевтического инструмента. Тем не менее, компания намерена действовать постепенно и пока не будет тестировать чип для этого приложения.

Первые применения графенового мозгового имплантата

Прежде чем любой BCI можно будет протестировать, его необходимо оценить на биосовместимость с человеком. «Последние три года мы работаем над биосовместимостью, проводя различные исследования безопасности на крупных животных», — говорит Агилар. «Итак, теперь у нас есть эти зеленые огни, чтобы доказать дополнительный уровень безопасности для людей».

Помимо предстоящей этим летом операции на мозге, графеновый чип также будет применяться для лечения болезни Паркинсона. Агилар добавляет: «Что касается лечения болезни Паркинсона, мы работали над различными доклиническими исследованиями, которые показали убедительные доказательства превосходства современных коммерческих технологий в [уменьшении] симптомов болезни Паркинсона».

Чип Inbrain сначала запишет сообщение о намерении от мозга, которое дает команду на движение — например, когда пациент хочет пошевелить рукой. Но помимо этого он также ищет патологические биомаркеры, связанные с болезнью Паркинсона, такие как тремор и ригидность. Контролируя эти сигналы, чип Inbrain может затем увидеть, насколько хорошо работает схема лечения пациента с болезнью Паркинсона, и соответствующим образом скорректировать ее.

«Пациенты Паркинсона принимают огромное количество лекарств, которые со временем приходится менять, чтобы не отставать от растущей резистентности пациентов к силе препарата», — сказал Агилар. «Мы можем сократить его как минимум на 50 процентов, а в будущем, надеюсь, и больше, когда наши устройства станут точными».

Источник: Tomshardware.com