EPFL stworzyła chip LogSync do adaptacyjnej stymulacji mózgu — News-Medical
Naukowcy z Federalnej Politechniki w Lozannie (EPFL) opracowali wszczepialny, niskomocowy chip LogSync, zdolny do analizowania synchronizacji sygnałów między różnymi obszarami mózgu. System rejestruje aktywność mózgu, określa siłę oscylacji i synchronizację sygnałów między regionami, a następnie za pomocą uczenia maszynowego rozpoznaje stany poznawcze i emocjonalne.
O opracowaniu informuje News-Medical. W przeciwieństwie do wielu istniejących systemów głębokiej stymulacji mózgu, które działają według wcześniej ustalonych parametrów, LogSync zaprojektowano z myślą o podejściu adaptacyjnym. Może on generować impulsy wyzwalające stymulację, gdy algorytm wykryje określony stan w danych dotyczących aktywności sieci mózgowej.
Testy na istniejących zapisach
Zespół przetestował system na zapisach aktywności mózgu ludzi, zebranych w poprzednich badaniach psychiatrycznych. Jeden zestaw danych odzwierciedlał zmiany zaangażowania poznawczego podczas zadania umysłowego, drugi — pobudzenie emocjonalne uczestników oglądających klipy wideo. Algorytm zdołał rozróżnić te stany wyłącznie na podstawie zapisów neuronalnych.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
W odrębnych eksperymentach na szczurach, przeprowadzonych na Uniwersytecie Minnesoty, implant śledził bieżące oscylacje mózgowe i generował impulsy wyzwalające stymulację w z góry określonych fazach aktywności mózgu.
Pobór mocy poniżej 200 mikrowatów
Według Magdy Shoaran, kierowniczki Laboratorium Zintegrowanych Neurotechnologii EPFL, algorytmy i sprzęt opracowywano jednocześnie, uwzględniając ograniczone zużycie energii przez implant. Pobór mocy systemu wynosi mniej niż 200 mikrowatów. Aby uprościć obliczenia potrzebne do analizy sieci mózgowych i dekodowania biomarkerów w czasie rzeczywistym, LogSync wykorzystuje obliczenia logarytmiczne.
Pracę opublikowano w IEEE Journal of Solid-State Circuits. Początkowe testy koncentrowały się na zastosowaniach psychiatrycznych, w szczególności związanych z zaburzeniami nastroju i zaburzeniami lękowymi. Autorzy wskazują również na możliwość zastosowania tego podejścia w adaptacyjnej stymulacji przy zaburzeniach ruchowych, nieinwazyjnej stymulacji w zamkniętej pętli oraz interfejsach opartych na skupionych ultradźwiękach.
