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L’Université Brown crée la première interface cerveau-ordinateur implantée sans fil – High-teK.ca

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Des chercheurs de l’Université Brown ont réussi à créer la première interface cerveau-ordinateur sans fil, implantable, rechargeable et à long terme. Les BCI sans fil ont été implantés chez des porcs et des singes pendant plus de 13 mois sans problème, et les sujets humains sont les prochains.

Nous avons largement couvert les BCI ici sur High-teK.ca, mais historiquement, ils ont été volumineux et attachés à un ordinateur. Une attache limite la mobilité du patient, ainsi que les tests dans le monde réel qui peuvent être effectués par les chercheurs. Le BCI sans fil de Brown permet au sujet de se déplacer librement, augmentant considérablement la quantité et la qualité des données pouvant être recueillies – au lieu de regarder ce qui se passe lorsqu’un singe bouge son bras, les scientifiques peuvent désormais analyser son activité cérébrale lors d’activités complexes, telles que la recherche de nourriture ou interaction sociale. De toute évidence, une fois que l’implant sans fil est approuvé pour les tests sur l’homme, pouvoir se déplacer librement – plutôt que attaché à une chaise dans le laboratoire – serait plutôt stimulant.

BCI sans fil, installé dans un singe et un cochon
Le BCI sans fil de Brown, fabriqué à partir de titane hermétiquement scellé, ressemble beaucoup à un stimulateur cardiaque. (Voir: Un stimulateur cérébral aide à traiter la maladie d’Alzheimer.) À l’intérieur, il y a une batterie li-ion, une boucle de charge inductive (sans fil), une puce qui numérise les signaux de votre cerveau et une antenne pour transmettre ces pics neuronaux à un ordinateur à proximité. Le BCI est connecté à une petite puce avec 100 électrodes qui en dépassent, qui, dans cette étude, était intégrée dans le cortex somatosensoriel ou le cortex moteur. Ces 100 électrodes produisent beaucoup de données, que le BCI transmet à 24 Mbps sur les bandes 3,2 et 3,8 GHz à un récepteur situé à un mètre de distance. La batterie du BCI prend deux heures pour se recharger via une charge inductive sans fil, puis dispose de suffisamment de jus pour durer six heures d’utilisation.

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BCI sans fil de Brown, vue éclatée

L’une des caractéristiques qui enthousiasme le plus les chercheurs de Brown est la consommation d’énergie de l’appareil, qui n’est que de 100 milliwatts. Pour un appareil qui pourrait éventuellement se retrouver chez l’homme, la consommation d’énergie frugale est un facteur clé qui permettra une utilisation hautement mobile toute la journée. De manière amusante, cependant, le document de recherche note que la charge sans fil provoque un réchauffement important de l’appareil, qui a été « atténué par le refroidissement liquide de la zone avec de l’eau réfrigérée pendant le processus de recharge et n’a pas affecté de manière notable le confort de l’animal ». Un autre facteur important est que les chercheurs ont pu extraire des signaux neuronaux «riches» de haute qualité de l’implant sans fil – un bon indicateur qu’il aidera également les neurosciences humaines, si et quand l’appareil est approuvé.

À l’avenir, le BCI sans fil fait partie intégrante de BrainGate, le groupe de recherche de l’Université Brown chargé d’apporter ces technologies neurologiques aux humains. Jusqu’à présent, le summum du travail de BrainGate est un bras robotique contrôlé par un BCI captif, que les patients paralysés peuvent utiliser pour se nourrir (vidéo intégrée ci-dessous). Bien que le BCI sans fil ne soit pas approuvé pour une utilisation humaine (et rien n’indique qu’ils demandent encore une approbation), il a été conçu spécifiquement pour être sûr pour une utilisation humaine.

Les chercheurs de Brown ont maintenant l’intention de développer une version différente de l’appareil pour les aider à étudier le cortex moteur d’un animal atteint de la maladie de Parkinson. Ils travaillent également sur la réduction de la taille de l’appareil, l’amélioration de sa sécurité et de sa fiabilité, et l’augmentation de la quantité de données qu’il peut transmettre – dans le but éventuel d’équiper les personnes à mobilité réduite, ou les transhumanistes électifs, d’un sans fil interface cerveau-ordinateur.

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Document de recherche: doi:10.1088/1741-2560/10/2/026010 – « Une interface neuronale sans fil implantable pour enregistrer la dynamique des circuits corticaux chez les primates en mouvement »

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