В 2023 году был сделан значительный прогресс в разработке технологий интерфейса мозг-компьютер (BCI). Компании Neuralink, Paradromics и Synchron достигли важных вех в клинических испытаниях, приближая момент, когда полностью имплантируемые BCI станут частью клинической практики в США. 

Эти компании создают BCI, которые взаимодействуют с мозгом через электрические сигналы. Однако недавно было объявлено о новом направлении исследований, целью которого является создание BCI на основе ультразвука. В октябре Forest Neurotech и Butterfly Network начали совместные исследования на сумму 20 миллионов долларов для разработки ультразвукового BCI. Forest Neurotech планирует использовать компактную ультразвуковую технологию на чипе от Butterfly Network для создания минимально инвазивного ультразвукового BCI для академических и исследовательских целей.

Традиционные BCI измеряют мозговую активность, считывая электрические сигналы и иногда стимулируя мозг электрически. Новое устройство Forest будет использовать ультразвуковые волны высокой частоты для взаимодействия с мозгом. Ультразвуковые волны могут изменять потенциал действия нейронов и оценивать нейронную активность в различных областях мозга, измеряя локальные изменения кровотока с помощью эффекта Доплера. Этот метод называется функциональной ультразвуковой визуализацией (fUSI).

Технический директор Forest Neurotech, Уильям Бидерман, заявил, что технология Butterfly позволит его команде создать BCI, который, будучи имплантированным в череп пользователя, будет использовать ультразвук для стимуляции и записи мозговой деятельности с точностью до субмиллиметра. 

Ультразвуковой BCI имеет преимущества, такие как возможность целенаправленного воздействия на конкретные области мозга без необходимости инвазивных хирургических вмешательств, требуемых для электрической стимуляции глубоких областей мозга. Кроме того, ультразвуковая технология Butterfly позволяет разместить всю необходимую аппаратуру на одном чипе.

Техника fUSI, используемая в ультразвуковом BCI, оценивает изменения в нейронной активности, измеряя кровоток. Повышение нейронной активности требует увеличения кровотока, что и измеряется с помощью ультразвука. Михаил Шапиро, советник Forest Neurotech и профессор Калифорнийского технологического института, отметил, что этот метод работает значительно лучше, чем ожидалось при его первоначальном предложении. Ультразвук может как записывать, так и контролировать нейронную активность.

Источник: IEEE Spectrum