EPFL создала чип LogSync для адаптивной стимуляции мозга — News-Medical
Исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали маломощный имплантируемый чип LogSync, способный анализировать синхронность сигналов между различными участками мозга. Система регистрирует активность мозга, определяет силу колебаний и синхронность сигналов между регионами, а затем с помощью машинного обучения распознаёт когнитивные и эмоциональные состояния.
О разработке сообщает News-Medical. В отличие от многих существующих систем глубокой стимуляции мозга, работающих по заранее заданным параметрам, LogSync предназначен для адаптивного подхода. Он может формировать триггеры для стимуляции, когда алгоритм выявляет определённое состояние в данных об активности мозговой сети.
Проверка на существующих записях
Команда проверила систему на записях активности мозга людей, собранных в предыдущих психиатрических исследованиях. Один набор данных отражал изменения когнитивной вовлечённости во время умственной задачи, другой — эмоциональное возбуждение участников, смотревших видеоклипы. Алгоритм смог различить эти состояния только по нейронным записям.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
В отдельных экспериментах на крысах, проведённых в Университете Миннесоты, имплантат отслеживал текущие мозговые колебания и формировал триггеры для стимуляции на заранее определённых фазах активности мозга.
Потребление менее 200 микроватт
По словам руководительницы Лаборатории интегрированных нейротехнологий EPFL Магды Шоаран, алгоритмы и аппаратную часть разрабатывали одновременно с учётом ограниченного энергопотребления имплантата. Энергопотребление системы составляет менее 200 микроватт. Чтобы упростить вычисления, необходимые для анализа мозговых сетей и декодирования биомаркеров в реальном времени, LogSync использует логарифмические вычисления.
Работа была опубликована в IEEE Journal of Solid-State Circuits. Первоначальное тестирование было сосредоточено на психиатрических применениях, в частности связанных с расстройствами настроения и тревожными расстройствами. Авторы также указывают на возможность применения подхода в адаптивной стимуляции при двигательных расстройствах, неинвазивной стимуляции с замкнутым контуром и интерфейсах на основе сфокусированного ультразвука.
