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Hier, Neuralink de Musc libéré BCI, une sensation du monde, mais il y a beaucoup de personnes interrogées le gimmick « Iron Man Silicon Valley » que les résultats de la recherche pratique:
« Ce dispositif ne rayera pas ah cerveau? Soit Musk d'abord avec un coup d'oeil. »
Aujourd'hui, Neuralink publié sur les documents académiques biologie site du papier préimprimé et articles signés « Elon Musk & Neuralink », semble être le premier auteur du papier.
Le document a révélé les détails d'un nombre inédit, qubits contenu principal de ce document pour faire une sorte, nous pourrions être en mesure de répondre à vos questions au sujet de cette nouvelle technologie.
Ultrafine sonde de polymère
Conférence mentionné, l'un des BCI clé de la mise en uvre efficace est « ligne ».
Les soi-disant « ligne » utilise en fait une variété de déplacement de minutes de sonde neurale matériau biocompatible de film mince fabriqué, de petite taille, une bonne flexibilité. Une carte principale et une sonde diélectrique utilisent un polyimide, ce matériau de film enfermant des traces d'or.
L'équipe de recherche a créé une électrode petite et flexible tableau « ligne ». Chaque matrice mince d'électrode à film comportant des contacts et des traces zone « ligne » et les zones « capteur », sur la pastille de film d'interface personnalisé « capteur » région d'amplification de signal peut être réalisée et la collecte.
Procédé micro-usinage d'un tel haut débit au niveau de la tranche la fabrication de ces appareils devient possible. Chaque tranche est représentée sur le dispositif de film mince 10, et chaque dispositif à film mince ayant 3072 contacts électrodes.
Chaque réseau est constitué de 48 ou 96 fils, chacun comprenant 32 électrodes individuelles. Procédé de liaison flip chip en utilisant la puce à circuit intégré lié à la région de contact d'électrode de détection de film.
Une telle action ne vous inquiétez pas au sujet de ces « lignes » sera traité comme un cerveau comme une incision d'oeuf, réduit la section transversale de déplacement « ligne » minimisera les composants du cerveau. Équipe tout en conservant un nombre élevé de canaux d'électrodes en utilisant des techniques pas à pas et d'autres microfabrication pour produire une résolution d'un film de métal submicronique.
Dans le tableau, et l'équipe de conception pour produire 20 différentes électrodes et le type « ligne »:
Entre la largeur de ligne de 5 à 50 um, comprend plusieurs géométrie d'enregistrement de points. Diamètre du fil est compris entre 4 à 6 um, y compris un maximum de trois couches isolantes et deux conducteurs. longueur de la ligne typique d'environ 20 mm. Chaque « ligne » sont à (16 × 50) de la bague de queue microns carrés, aiguille simple.
Etant donné que la surface géométrique de l'électrode d'or est très faible, la modification de surface de l'équipe de recherche pour réduire la électrophysiologie d'impédance, et en augmentant la charge effective capacité de charge de l'interface. Deux types de matériaux de traitement de surface sont le sulfonate de polystyrène (PEDOT) et l'oxyde d'iridium (IrOx), bien que cette dernière une plus grande résistance, la stabilité et la biocompatibilité, mais une meilleure utilisation à long terme.
robots threading
Film polymère constitué d'une fine et sonde flexible, le problème est que ils sont trop mous trop souple, ce qui augmente la difficulté d'implantation.
Neuralink spécialement développé robot de neurochirurgicale avec une sonde flexible pour l'implantation. Ce robot sonde implantable 6 par minute, rapide et fiable, et peut éviter d'enregistrer les régions des vaisseaux de dispersion du cerveau.
un moyen de tête d'implant monté sur le robot est 400mm x 400mm x 150mm course de la plate-forme triaxial, et est monté avec un petit ensemble d'aiguille peut être rapidement enfichable.
A partir d'une aiguille de tungstène - rhénium fil électriquement de la gravure, le diamètre de 24m. L'embout est conçu comme un étrier, pour le transport et la plantation de la « ligne », et pénètre dans les méninges et le tissu cérébral. ensemble aiguille entraînée par un moteur linéaire, ce qui permet à vitesse variable et l'implantation d'accélération de rétraction rapide (jusqu'à 30000 mm s-2), pour faciliter la séparation de la sonde et des aiguilles.
Une pince est 50 um fil de tungstène est coudée à l'extrémité, et entraînée axialement et en rotation. Il est responsable de supporter la sonde lors de la livraison, et pour faire en sorte que plante le long du rail aiguille « ligne ».
La figure montre le électrode insérée au robot avec de la gélose « gelée » en.
Enfilage le robot comprend en outre un composant de formation d'image (E sur la figure), servant à guider les boucles de fil d'aiguille, la cible d'insertion, de validation et afficher en direct.
En outre, la tête d'insertion comprenant six module d'éclairage indépendante (C sur la figure), chaque module peut être indépendamment 405 nm, 525 nm et 650 nm ou une lumière blanche de plusieurs longueurs d'onde est irradiée.
illumination de 405 nm pour exciter la fluorescence de polyimide, de sorte que les composants optiques et la vision par ordinateur de manière fiable positionnés dans la zone de 16 × 50m2, d'effectuer submicronique d'asservissement visuel pour guider et ensuite à travers l'ouverture d'éclairage de 650nm.
Basé logiciel de la caméra stéréo monoculaire pour calculer la profondeur de champ étendue, irradié avec la lumière 525nm estimer avec précision la position de la surface corticale.
Le robot enregistre la position de l'implant à un système de coordonnées commun ayant les sites d'intérêt crâniens, lorsqu'elle est combinée avec la profondeur de la piste peut être précisément destinée à la structure du cerveau anatomique définie.
suite logicielle intégrée personnalisée permet à tous l'emplacement implant pré-sélectionné, vous pouvez optimiser les implants de planification de chemin pour minimiser les enchevêtrements « ligne » et tendue.
Lors de la planification fonction du robot, Neuralink a souligné la capacité d'éviter la vasculature lors de l'implantation, qui est l'un des principaux avantages du robot. Ceci est très important parce que les dégâts de la barrière hémato-encéphalique est censé jouer un rôle clé dans la réponse inflammatoire à corps étrangers du cerveau.
Le robot comporte un mode automatique implantable, la procédure entière implant peut être automatisé, mais le chirurgien est capable de maintenir un contrôle total de leur, si on le désire, peut être manuellement mise au point.
Le robot chirurgical ensemble est stérile ultrasons, stérile peut automatiquement aiguille propre. ensemble aiguille est insérée dans la partie de tête en contact direct avec le tissu cérébral, sont consommables, peuvent être remplacés dans une minute lors de la chirurgie.
Le système de chirurgie 19 implanté dans un taux de réussite moyen de 87,1 ± 12,6% (de moyenne ± écart type). Chaque fois que la moyenne d'insertion chirurgicale de 45 minutes, la vitesse d'insertion d'électrode d'environ 29,6 par minute.
puce électronique
Avec des signaux du cerveau à long terme enregistré des milliers de position de l'électrode, pose un défi considérable pour l'électronique et de l'emballage.
canal d'enregistrement à haute densité requiert une amplification de signal numérique et à composante analogique doit être intégré dans le tableau. De plus, ce composant intégré doit être capable d'amplifier les signaux faibles nerf ( < 10 VRMS), tout en supprimant le bruit. Dans la consommation d'énergie minimale et la taille du signal amplifié est échantillonné et numérisé en temps réel et pour traiter ces signaux.
Circuit intégré spécifique Neuralink (ASIC) pour atteindre les exigences ci-dessus. Le circuit intégré est composé de trois parties: amplificateurs programmables indépendamment 256 (Neuralink appeler Analog Pixel), On-chip convertisseur analogique-numérique (ADC), Périphérique pour sérialiser la sortie numérique du circuit de commande .
Chaque pixel analogique consommation 5.2W, y compris un pilote d'horloge, y compris l'ensemble de la puissance ASIC 6mW.
paramètres de performance ASIC Neuralink dans le tableau suivant:
enregistrements ASIC forment le noyau d'une plate-forme modulaire pour faciliter le personnel de R & D pour remplacer des composants.
Tout au long de systèmes BCI, ASIC, et d'autres circuits intégrés à application spécifique sur un ensemble de carte de circuit imprimé. Le système se compose d'un FPGA, la température réelle du capteur d'accélération et le champ magnétique, pleine transmission de données de la bande passante des composants de connecteur USB-C.
Le système est emballé dans un boîtier en titane revêtu de parylène, la dimérisation du p-xylène est d'éviter le liquide de pénétrer à prolonger la vie.
Neuralink produisant deux configurations de système différentes: comprend un canal 1536 (Système A), comprenant un canal 3072 (Système B). Système A utilise un nouveau ASIC, système B, mais en utilisant la version précédente sont les spécifications de performance tout à fait mauvais. Les différences entre les deux sont les suivantes:
- Système B est de maximiser les avantages de la densité de canaux, un nombre élevé de scène pour le canal demandeur.
- Système Avantage A est de le rendre plus rapide et plus fiable, sa vitesse de production cinq fois plus rapide que le système A, des rendements plus élevés.
La station de base est connectée aux données Ethernet de ces systèmes 10G Ethernet flux multicast en paquets UDP, permet aux utilisateurs des données de traitement en aval de diverses manières, telles que la visualisation en temps réel des données ou l'écriture de données sur le disque.
Chaque station de base peut connecter jusqu'à trois implants simultanément. Prise en charge de ces dispositifs ainsi que l'écosystème logiciel, ce qui permet plug and play Zéro configuration. Lors de la connexion des câbles, le système peut transmettre automatiquement les données de neurones.
ondes cérébrales records
Neuralink utilisant l'enregistrement électrophysiologique pour changer les câbles, les activités des animaux sans restriction. Système A 1536 peut enregistrer 1344 canaux en même temps, peut indiquer l'exactitude de toutes les configurations de canal pendant l'enregistrement. Système B 3072 peut enregistrer tous les canaux simultanément. Les deux en temps réel en utilisant un algorithme de détection en ligne traite le signal à large bande numérique pour identifier les potentiels d'action (pointes).
Cependant, les exigences d'interface-cerveau-ordinateur en temps réel pour la détection de pointe, contrairement à la plupart physiologie différente de neurones traditionnels. Électrophysiologiste peut passer beaucoup de temps et de traitement des données hors ligne, et la détection en temps réel d'efficacité cerveau-ordinateur de décodage interface doit être maximisée.
Compte tenu de ces facteurs, ensemble Neuralink > La valeur seuil de 0,35 Hz pour quantifier le nombre d'enregistrement d'unités d'électrodes. décodeur BCI fonctionnent généralement en période de pointe sans classification, la perte de performance minimum garanti.
La figure montre les données expérimentales du système A. Dans cette électrode d'implant expérience 1280, l'électrode 44 est insérée avec succès le signal a été détecté 40, apparaissant dans la zone locale et l'activité de pointe Fig. Les spectacles du côté droit les spikes superposition des parcelles.
Les chercheurs ont enregistré tout passage de distribution 1280. Dans ce type de réseau, la quantité produite était de 53,4% du canal pour pointe, de nombreux pics apparaissent dans une pluralité de canaux adjacents, ce qui a été observé dans l'autre en tant que sonde à haute densité. Observé quantité de génération de pointe de la chirurgie 19 BCI était 59,10 ± 5,74%, la valeur maximale de 85,5%.
TMO
BCI devrait aider les patients d'épilepsie avec amyotrophique psychose de la maladie de la sclérose latérale et rétablir la fonction sensorielle moteur, mais aussi prometteuse dans le traitement des maladies du système nerveux qui. Toutefois, l'équipement actuel limite l'application de cette technique dans les cliniques.
Neuralink résulte de promouvoir l'application de terrain dans ce domaine, mais à une plus large gamme d'applications cliniques, les progrès de la recherche fondamentale multidisciplinaire dépend non seulement sur le terrain, dans un coffre-fort, éthique, prix et bien d'autres aspects, il y a beaucoup d'endroits dignes d'un examen plus approfondi.
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https://www.biorxiv.org/content/10.1101/703801v1
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