Direktang Interfeys sa Utak para Patalasin ang Susunod na Henerasyon ng mga Prosthetic

Ang mga mananaliksik ng Northwestern University ay nakabuo at matagumpay na nasubukan ang isang direktang device ng interfeys sa utak na may potensyal na baguhin ang mga merkado. Ang bagong mekanismo ng kontrol ay may sukat na halos katulad ng isang selyo at maaaring makipag-ugnayan nang direkta sa mga neuron, nilalampasan ang tradisyonal na mga sensoryong channel.

Ebolusyon ng Komunikasyon sa pagitan ng Utak at Makina

Ang komunikasyon sa pagitan ng tao at makina ay napakalayo na ang narating sa nakaraang siglo. Ang mga unang aparato ay kailangang kontrolin nang direkta sa pamamagitan ng pag-coding ng mga tao gamit ang mga keyboard. Ngayon, ang advanced na teknolohiya tulad ng Large Language Model (LLM) AI systems ay nagpapadali nang husto ang pakikipag-ugnayan sa mga makina. Gayunpaman, may isang larangan ng pakikipag-ugnayan ng makina at tao na nanatiling malayo sa abot ng publiko—kontrol sa isip.

Ang mga brain-machine interface (BMI) ay matagal nang itinuturing na banal na sisidlan pagdating sa pakikipag-ugnayan sa mga aparato. Hindi tulad ng ibang paraan ng kontrol, nilalaktawan ng mga BMI ang iyong mga neurological pathway na responsable sa sensoryong input (mata, tainga, pandama). Direktang pumupunta ang mga sistemang ito sa pinagmulan upang kumuha o magpadala ng datos.

Mula sa Alpha Waves hanggang sa mga Implant

Ang kasaysayan ng teknolohiyang ito ay nagsimula pa noong 1924, nang unang naitala ni Hans Berger ang mga neurological signal sa anyo ng alpha waves. Ilang dekada ang lumipas, sa suporta ng DARPA, binigyan ni Jacques Vidal ng tawag na “Brain Computer Interface.” Noong 2004, ang mga pasyenteng tao tulad ni Mathew Nagle ay nakokontrol ang mga aparato gamit ang mga wired implant tulad ng BrainGate.

Gayunpaman, ang mga naunang disenyo ay may malalaking limitasyon. Kadalasan ay malalaki, nangangailangan ng mga kable na dumadaan sa bungo papunta sa panlabas na pinagmumulan ng kuryente, at kulang sa pangmatagalang katatagan. Dahil dito, limitado lamang ang kanilang paggamit sa mga laboratoryo at napigilan ang malawakang pag-aampon.

Ang Breakthrough ng Northwestern

Maaaring nasolusyunan ng mga siyentipiko sa Northwestern University ang ilang sa mga problemang ito. Ayon sa siyentipikong pag-aaral na Patterned wireless transcranial optogenetics generates artificial perception¹ na inilathala sa Nature Neuroscience, matagumpay na dinisenyo at nasubukan ng grupo ang isang minimally invasive na micro brain interface machine.

Ang miniaturized na transcranial optogenetic neural stimulator ay gumagamit ng mga pattern na pulso ng pulang ilaw upang maghatid ng impormasyon direkta sa mga light-sensitive na neuron sa korteks. Sa pamamagitan ng pag-aktibo ng malalaking grupo ng selula sa tiyak na spatiotemporal na mga pattern, ito ay lumilikha ng “artificial percepts” na maaaring matutunan ng utak na intindihin.

Paano Gumagana ang Device na “Postage Stamp”

Ang BMI ay dinisenyo upang maging kasing liit hangga’t maaari. Ang flexible na disenyo nito ay mas manipis kaysa sa isang bank card at maaaring umangkop sa anit ng pasyente. Ang implant ay nakalagay direkta sa ibabaw ng bungo na nakaharap ang mga ilaw papasok. Ang posisyon na ito ay nagpapahintulot sa device na magbigay ng liwanag direkta sa pamamagitan ng bungo upang maabot ang mga neuron, na nag-aalis ng pangangailangan ng mga kable na sumasaklaw sa tisyu ng utak.

Ang sentro ng teknolohiyang ito ay isang hanay ng 64 micro-LED. Ang mga pulang ilaw na ito ay kayang maghatid ng liwanag sa pamamagitan ng bungo na may kaunting pagkawala, na lumilikha ng kumplikado at programmable na mga pattern. Hindi tulad ng mga naunang disenyo na may iisang LED, ang 64-light grid na ito ay maaaring mag-stimulate ng malawak na network ng mga neuron, na ginagaya ang natural na sensory processing.

Wireless at Minimal na Invasibo

Isa sa pinakamalaking bentahe ng sistema ay ang kakayahang wireless nito. Sa pamamagitan ng remote na kontrol sa device, inalis ng grupo ang magastos na control wires at power cables. Hindi lamang nito pinapabuti ang kalidad ng buhay ng pasyente kundi binabawasan din ang panganib ng impeksyon at nagbibigay-daan sa real-time na pag-update ng software.

Mga Resulta: Paglikha ng “Artificial Perception”

Pinatunayan ng mga inhinyero ang kanilang teorya gamit ang genetically modified na mga daga sa laboratoryo na may light-sensitive na mga rehiyon sa kanilang korteks. Ang mga resulta ay nakaka-ibang.

Matagumpay na naihatid ng mga implant ang mga pre-defined na pattern ng liwanag sa eksaktong mga neuron. Kamangha-mangha, nagawang “i-decode” ng mga daga ang mga artipisyal na signal na ito. Kahit na walang paningin at pandama, nagawang mag-navigate ng mga daga sa isang test area upang hanapin ang pagkain base lamang sa mga signal ng liwanag na ipinadala sa kanilang utak. Ininterpret nila ang mga pattern ng liwanag bilang makabuluhang pahiwatig, na nagpapatunay na ang utak ay maaaring mag-adapt at maunawaan ang bagong anyo ng direktang komunikasyon.

Mga Real-World na Aplikasyon at Timeline

I-swipe para mag-scroll →

Medikal at Pagpapanumbalik ng Pandama

May napakalawak na hanay ng medikal na aplikasyon para sa teknolohiyang ito. Maaari itong magamit upang lumikha ng susunod na henerasyon ng mga prosthetic na nagpapahintulot sa suot na maramdaman at kontrolin ang device mula sa kanilang mga iniisip. Maaari rin itong makatulong sa mga bulag o bingi sa pamamagitan ng pagbibigay ng artipisyal na stimuli direkta sa mga bahagi ng utak na namamahala sa mga pandama.
Isang Tala sa Human Application: Bagaman ang device mismo ay non-invasive (nakaupo sa labas ng bungo), ang biyolohikal na bahagi ay umaasa sa optogenetics. Ibig sabihin, kailangan muna ng mga pasyente ng gene therapy upang gawing sensitibo sa liwanag ang kanilang mga neuron. Bagaman karaniwan na ito sa mga animal model, ang genetic modification na ito ay isang malaking hadlang sa regulasyon at kaligtasan para sa pag-aampon ng tao, kaya’t naglalarawan ng timeline na 10+ taon.

Militar at Depensa

Matagal nang hinahanap ng militar ang mga paraan upang mapahusay ang kakayahan sa pakikipaglaban. Maaaring makatulong ang proyektong ito sa mga sundalo na makipagkomunika at magbahagi ng datos sa buong battlefield nang real-time nang hindi nagsasalita, o kontrolin ang hardware na may mas mabilis na reaksyon.

Pokus sa Merkado: Pamumuhunan sa Brain-Computer Interfacing

Maraming kumpanya ang gumastos ng milyun-milyong dolyar sa pananaliksik kung paano lumikha ng maaasahang brain-computer interface. Isang kumpanya na patuloy na namumuno sa merkado ay ang ClearPoint Neuro Inc.

ClearPoint Neuro Inc. (NASDAQ: CLPT)

Ang ClearPoint Neuro Inc. ay pumasok sa merkado noong 1998 na may layuning mapabuti ang mga medikal na praktis gamit ang advanced na teknolohiya. Itinatag ni Paul A. Bottomley, ang kumpanya ay nagbibigay ng navigation systems para sa minimally invasive neuroscience procedures. Ang kanilang mga platform ay mahalaga para sa paghahatid ng gene therapies at electrode placements na kakailanganin ng susunod na henerasyon ng mga BMI.

Konklusyon

Kapag sinuri mo ang mga all-optical na sistema ng komunikasyon sa pagitan ng utak at makina, madaling maisip ang isang hinaharap kung saan ang mga robot ay kinokontrol ng iyong isipan. Ang pag-aaral na ito ay maaaring maging simula ng isang bagong henerasyon ng mga mind-controlled na device na magpapakita na karamihan sa sci-fi ay lipas na.

Ano ang iyong opinyon tungkol sa mga computer na kinokontrol ng utak? Gagamit ka ba nito? I-like, magkomento, at ibahagi ang artikulong ito upang talakayin ang hinaharap ng computing.

Pinakabagong Balita at Pagganap ng Stock ng ClearPoint Neuro Inc. (CLPT)

Mga Sanggunian

^{1. Wu, M., Yang, Y., Zhang, J. et al. Patterned wireless transcranial optogenetics naglikha ng artipisyal na persepsyon. Nature Neuroscience (2025). https://doi.org/10.1038/s41593-025-02127-6}