Naukowcy z Caltech poczynili znaczny postęp w dziedzinie interfejsów mózg-maszyna (BMI) przy użyciu ultradźwięków funkcjonalnych (fUS). Ta innowacyjna technologia oferuje mniej inwazyjną metodę interpretacji aktywności mózgu i precyzyjnego sterowania urządzeniami elektronicznymi.

Tradycyjnie wskaźniki BMI wymagały inwazyjnych operacji polegających na wszczepieniu elektrod do mózgu w celu odczytania aktywności nerwowej. Jednak pojawienie się fUS otworzyło nowe możliwości w zakresie podejścia nieinwazyjnego. Funkcjonalne ultradźwięki wytwarzają obrazy dwuwymiarowych arkuszy mózgu, które można następnie połączyć w celu stworzenia trójwymiarowego obrazu. Technika ta pozwala nam lepiej zrozumieć aktywność mózgu i kontrolować urządzenia elektroniczne poprzez interpretację tej aktywności.

Z niedawnych badań Kalifornijskiego Instytutu Technologii wynika, że ​​technologia fUS może stać się podstawą „online” BMI. Oznacza to, że aktywność mózgu można odczytać, rozszyfrować za pomocą algorytmów uczenia maszynowego i wykorzystać do sterowania komputerem w czasie rzeczywistym przy minimalnym opóźnieniu. Ten przełom może zrewolucjonizować życie osób z paraliżem, umożliwiając im zasilanie urządzeń protetycznych po prostu za pomocą myśli.

Jedną z kluczowych zalet ultrasonografii funkcjonalnej jest jej nieinwazyjność. W przeciwieństwie do tradycyjnego wskaźnika BMI, który wymaga wszczepienia elektrod, fUS oferuje opcję mniej inwazyjną, zmniejszającą ryzyko związane z operacją. Dodatkowo FUS nie wymaga ciągłej rekalibracji, co czyni go wygodniejszym i bardziej przyjaznym dla użytkownika.

Sumner Norman, były starszy doktorant w Caltech i jeden z pierwszych autorów badania, wyjaśnia, że ​​inne metody pomiaru aktywności mózgu mają swoje zalety, ale mają też swoje ograniczenia. Na przykład elektrody zapewniają precyzyjne pomiary, ale są trudne do skalowania i wymagają wszczepienia do mózgu. Techniki nieinwazyjne, takie jak funkcjonalne obrazowanie rezonansu magnetycznego (fMRI), zapewniają dostęp do całego mózgu, ale brakuje im czułości i rozdzielczości. Metody przenośne, takie jak elektroencefalografia (EEG), charakteryzują się słabą jakością sygnału i nie pozwalają na dokładną lokalizację głębokich funkcji mózgu. Funkcjonalne USG wypełnia tę lukę, oferując nieinwazyjną metodę o wysokiej rozdzielczości i czułości.

Rozwój technologii fUS jest wspólnym wysiłkiem laboratoriów Richarda Andersena i Michaiła Shapiro w Caltech oraz laboratorium Michaela Tantera w INSERM w Paryżu we Francji. Współpraca ta podkreśla znaczenie badań interdyscyplinarnych w przesuwaniu granic odkryć naukowych.

Funkcjonalne ultradźwięki, potencjalnie zmieniające życie osób z paraliżem, stanowią ogromny krok naprzód w technologii interfejsu mózg-maszyna. W miarę rozwoju tej dziedziny badacze i naukowcy z optymizmem patrzą na przyszłe możliwości fUS. Dzięki dalszemu udoskonalaniu i udoskonalaniu ta innowacyjna technologia może utorować drogę nowej erze urządzeń wspomagających sterowanych umysłem.