Apodada como "tecnología negra", la tecnología de interfaz cerebro-máquina (IMC) ha "evolucionado" una vez más. Recientemente, el equipo del Haihe Lab de interacción cerebro-máquina y coexistencia hombre-máquina de la Universidad de Tianjin, en colaboración con equipos de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur, desarrolló el primer sistema de interacción inteligente de interfaz cerebro-máquina en un chip de código abierto del mundo, MetaBOC. Este sistema permite que el control no tripulado entrene al "cerebro" para tareas como evitar obstáculos, rastrear y agarrar por robots, logrando una variedad de tareas inspiradas en la computación cerebral.

El centro de mando del sistema es el "cerebro" cultivado. El equipo ha validado internacionalmente por primera vez el papel de los campos físicos en la promoción del crecimiento y desarrollo de órganos similares al cerebro humano, aclarando los principios y mecanismos del ultrasonido enfocado de baja intensidad en la regulación del cerebro. Esto proporciona a MetaBOC, un sistema de interfaz cerebro-máquina en un chip, una mejor base para las capacidades inteligentes. Los resultados de la investigación se publicaron recientemente en la revista internacional "Brain" en el campo de la neurociencia.

El cerebro humano es conocido como la sustancia más compleja del mundo. Actualmente, bajo la ola de fusión e interacción entre la próxima generación de formas de vida y formas no de vida, cómo lograr el "control mental" mediante el cultivo in vitro de "cerebros" utilizando tecnología de células madre está atrayendo una amplia atención académica en el campo. de la investigación sobre la interfaz cerebro-máquina en un chip.

«La interfaz cerebro-máquina en chip es una tecnología que combina "cerebros" cultivados in vitro (como órganos similares al cerebro) con chips de electrodos para formar un cerebro en chip, logrando la interacción con información externa mediante codificación-decodificación y estimulación-retroalimentación», afirmó el profesor Ming Dong, vicerrector de la Universidad de Tianjin y director ejecutivo del Laboratorio Haihe de Interacción Cerebro-Máquina y Coexistencia Humano-Máquina. Considera que, como una rama emergente importante en el campo de las interfaces cerebro-máquina, se espera que las interfaces cerebro-máquina en chip revolucionen el desarrollo de tecnologías de vanguardia como la inteligencia híbrida y la computación basada en el cerebro.

Actualmente, la tecnología de construcción de interfaces cerebro-máquina en chips aún está en su infancia e involucra varios elementos clave, como bases inteligentes, comunicaciones, migración e integración. Entre ellos, la base inteligente actúa como la unidad central de procesamiento (CPU) del cuerpo inteligente, sirviendo como núcleo para lograr inteligencia cerebral en un chip, con el objetivo de simular y decodificar eficientemente el cerebro.

"Los órganos similares al cerebro, considerados actualmente como el modelo fundacional inteligente más prometedor, a pesar de poseer estructuras y funciones similares al cerebro humano, todavía enfrentan obstáculos como una baja madurez y un suministro inadecuado de nutrientes", admitió el profesor Xiaohong Li, de la Escuela de la Universidad de Tianjin. de Medicina y jefe del equipo de interfaz cerebro-máquina en chip del Laboratorio Haihe para la interacción cerebro-máquina y la coexistencia hombre-máquina.

A través de su investigación, el equipo descubrió que el ultrasonido enfocado de baja intensidad puede promover significativamente la proliferación de células progenitoras neurales y la diferenciación de neuronas, aumentar el grosor de las placas corticales con capas más claras, mejorar la estructura sináptica y la madurez funcional, formando en última instancia un triple Red neuronal dimensional de alta complejidad y capacidad computacional. Esto proporciona una mejor base inteligente para las interfaces cerebro-máquina en chips.

El estudio confirma además que el ultrasonido enfocado de baja intensidad puede promover la integración y la interacción entre órganos similares al cerebro y los huéspedes, además de contribuir a la regeneración y reparación de defectos del desarrollo neurológico. Estos hallazgos iniciales demuestran la posible aplicación de sistemas cerebrales integrados en chips en el campo de la rehabilitación médica.

MetaBOC, el sistema de interacción inteligente con interfaz cerebro-máquina en un chip, abarca cuatro módulos principales, adecuados para cerebros en chips de varias dimensiones, equipados con diversos paradigmas de estimulación, que integran tecnología de inteligencia artificial y son capaces de realizar múltiples tareas.

En el futuro, el equipo explorará más a fondo cuestiones científicas clave, como la comunicación inteligente, la migración inteligente y la integración inteligente de interfaces cerebro-máquina en chips, con el objetivo de acelerar la traducción de esta tecnología en aplicaciones prácticas.