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La poussière neurale intelligente pourrait transporter des capteurs profondément dans le cerveau humain, renvoyer des données – High-teK.ca

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La clé pour percer les mystères de la cerveau peut résider dans l’obtention de meilleures données en temps réel à partir de ce groupe de neurones. Nous disposons de technologies d’imagerie efficaces telles que l’IRM fonctionnelle et la tomographie par émission de positrons (TEP), qui peuvent même être utilisées pour interagir avec les machines. Cependant, une machine IRM n’est pas très portable. La science explore le rôle des dispositifs implantables depuis des années, mais un nouvel article de chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley propose un nouveau type de capteur implantable – une poussière intelligente qui peut s’infiltrer dans le cerveau, enregistrer des données et communiquer avec le monde extérieur .

La conception préliminaire a été entreprise par Dongjin Seo de Berkeley et ses collègues. Ils décrivent un réseau de minuscules capteurs qui pourraient être introduits dans le cerveau. Chaque paquet ferait un peu plus d’un grain de 100 micromètres (un dixième de millimètre) de diamètre, c’est pourquoi l’équipe a décidé de l’appeler neural poussière.

Les particules intelligentes contiendraient toutes un capteur CMOS standard (mais très petit) capable de mesurer l’activité électrique dans les neurones à proximité. Plutôt que de concevoir une batterie microscopique qui ne mourrait qu’après un court laps de temps, les chercheurs envisagent un matériau piézoélectrique supportant le CMOS capable de générer des signaux électriques à partir d’ondes ultrasonores. Le processus fonctionnerait également en sens inverse, permettant à la poussière de renvoyer des données via des ondes sonores à haute fréquence. L’ensemble de l’emballage serait recouvert d’un polymère, le rendant ainsi bioneutre.

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Les ultrasons seraient probablement considérablement plus sûrs que de transmettre des ondes électromagnétiques dans les deux sens. Ultrason transfère beaucoup moins d’énergie aux tissus environnants – Seo et sa société pensent qu’il pourrait maintenir le réseau neuronal chargé et connecté sans chauffer le cerveau ou le crâne (ce qui est toujours bon à entendre).

Le patient pourrait avoir des milliers de ces appareils nichés dans son tissu cérébral, mais quelques composants supplémentaires seraient nécessaires. Un émetteur-récepteur sous-dural plus grand enverrait les ondes ultrasonores à la poussière et capterait le signal de retour. L’émetteur-récepteur interne serait connecté sans fil à un appareil externe sur le cuir chevelu (encore une fois, par ultrasons) qui contient du matériel de traitement de données, un émetteur longue portée, un stockage et une batterie. Il serait considérablement plus facile de remplacer cet émetteur externe qu’un millier de capteurs microscopiques dans le cerveau.

Cerveau-MachineLa poussière intelligente pourrait essentiellement agir comme une IRM qui tourne tout le temps dans votre cerveau. Il permettrait un suivi aisé de l’activité neurologique à des fins de recherche et de suivi médical. Peut-être que nous allons même élaborer une forme de télépathie de science-fiction ou de lecture de l’esprit avec de la poussière intelligente intégrée. Les chercheurs voient également cette technologie comme un moyen d’activer les interfaces cerveau-machine. L’échelle d’interaction pourrait être beaucoup plus grande que méthodes rudimentaires actuelles avec la résolution accrue fournie par des milliers de minuscules particules intelligentes qui renvoient vos ondes cérébrales.

Si cela ressemble un peu à quelque chose de l’a monde post-singularité, il se peut que vous ayez raison. Il y a toujours quelques problèmes à régler avant que cette technologie ne devienne une réalité. Des antennes plus puissantes devraient être conçues à l’échelle microscopique pour que les particules de poussière intelligentes envoient et reçoivent des ondes ultrasonores. Augmenter l’efficacité des émetteurs-récepteurs et piézoélectrique les matériaux seront également une nécessité pour éviter les effets de réchauffement du cerveau susmentionnés. Peut-être plus important encore, les chercheurs doivent trouver un moyen sûr et efficace d’acheminer les minuscules capteurs vers le cerveau.

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Ce n’est pas une technologie que vous rencontrerez dans un an ou deux, mais peut-être que ce type de collecte de données implantables existera au moment où vous en aurez vraiment besoin. Bien sûr, les robots peuvent également l’utiliser pour contrôler nos pensées lorsqu’ils prennent le dessus, mais c’est le risque que vous prenez avec la technologie.

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Document de recherche: arxiv.org/abs/1307.2196 – « Neural Dust : une solution ultrasonique à faible consommation d’énergie pour les interfaces cerveau-machine chroniques »

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