Психические расстройства наряду с онкологическими заболеваниями, диабетом и некоторыми другими болезнями являются одними из самых сложных не только в плане лечения, но и диагностики. В целях снижения выраженной симптоматики неврологических и дегенеративных заболеваний, в том числе болезни Паркинсона, а также эпилепсии, расстройств слуха и зрения, в последнее время некоторыми медучреждениями для стимуляции мозга начали применяться вживляемые электроды (импланты).
Но, как пишет ZDNet со ссылкой на исследователей Колумбийского университета, такие средства инвазивной терапии пока что не очень распространены — они используются для лечения всего лишь нескольких десятков тысяч пациентов, к тому же качество работы современных имплантов вызывает у ученых опасения. Они полагают, что пока что это «сырая разработка», которая порой действует слишком агрессивно, малоэффективно и даже опасно для здоровья.
Как заявили представители Neural Engineering System Design (NESD), недавно они получили от американского оборонного агентства DARPA грант в размере 15,8 млн. долл. на проведение перспективных исследований в области разработки имплантируемых технологий с использованием кремниевых микросхем.
«Разработка менее агрессивных имплантов с большим количеством каналов, которые могут взаимодействовать с мозгом, может привести к революционным изменениям в лечении неврологических заболеваний. Не исключено, что итогом работы станет усовершенствование нейрокомпьютерного интерфейса, включая прямое подсоединение имплантов к слуховой и зрительной зонам коры головного мозга — это значительно расширит возможности интеллектуальных систем для поддержки жизнеобеспечения», — сказал руководитель команды инженеров, профессор Кен Шепард.
По его словам, команда NESD планирует создать электродные архитектуры, которые смогут стимулировать и записывать нейросигналы головного мозга, при этом чипы должны быть легкими, гибкими, не вызывать дискомфорта и, что более важно, они не должны проникать в ткань мозга, ограничиваясь размещением на ее поверхности. Кроме этого, питание нейропроцессоров будет осуществляться беспроводным способом.
Проект рассчитан на четыре года. К этому времени ученым предстоит создать «с нуля» имплантируемый процессор с миллионом каналов. В случае успешного завершения проекта новый чип пройдет сертификацию для клинических испытаний. Тем не менее, разработка осложняется ограниченными как для такого проекта сроками, к тому же для доступа к новейшим КМОП-технологиям группе инженеров придется заручиться поддержкой ведущих производителей.
«Мы считаем, что единственно верный подход — создание электрической поверхности для считывания сигналов с более чем одним миллионом электродов, выполненной в виде интегральной схемы типа КМОП», — говорит Шепард. По его словам, схема будет производиться на мощностях тайваньской TSMC. Помимо NESD в создании нейропроцессора примут участие ученые из американского медицинского колледжа Бейлора, Калифорнийского технологического института, Нью-Йоркского университета, Северо-Западного университета, университета Дьюка. Ещё один участник проекта — один из крупнейших производителей медицинского оборудования Medtronic.
«Применяя последние достижения в области современной кремниевой наноэлектроники, мы надеемся оказать значительное влияние на нейрокомпьютерные интерфейсы», — сказал Шепард, добавив, что команда специалистов мирового уровня нацелена довести этот проект до логического завершения как можно скорее.
