Surnommée « technologie noire », la technologie de l’interface cerveau-machine (IMC) a encore une fois « évolué ». Récemment, l'équipe du Haihe Lab sur l'interaction cerveau-machine et la coexistence homme-machine de l'Université de Tianjin, en collaboration avec des équipes de l'Université des sciences et technologies du Sud, a développé le premier système d'interaction intelligente d'interface cerveau-machine open source sur puce au monde, MetaBOC. Ce système permet un contrôle sans pilote pour entraîner le « cerveau » à des tâches telles que l'évitement d'obstacles, le suivi et la saisie par des robots, accomplissant ainsi une variété de tâches inspirées de l'informatique cérébrale.

Le centre de commande du système est le « cerveau » cultivé. L’équipe a validé pour la première fois au niveau international le rôle des champs physiques dans la promotion de la croissance et du développement d’organes semblables au cerveau humain, clarifiant les principes et les mécanismes des ultrasons focalisés de faible intensité dans la régulation du cerveau. Cela fournit à MetaBOC, un système d’interface cerveau-machine sur puce, une meilleure base pour les capacités intelligentes. Les résultats de la recherche ont été récemment publiés dans la revue internationale "Brain" dans le domaine des neurosciences.

Le cerveau humain est connu comme la substance la plus complexe au monde. Actuellement, sous la vague de fusion et d'interaction entre la prochaine génération de formes de vie et de formes non vivantes, la manière de parvenir au « contrôle mental » grâce à la culture in vitro de « cerveaux » à l'aide de la technologie des cellules souches suscite une large attention universitaire dans le domaine. de recherche sur les interfaces cerveau-machine sur puce.

« L’interface cerveau-machine sur puce est une technologie qui associe des “cerveaux” cultivés in vitro (tels que des organes cérébraux) à des puces d’électrodes pour former un cerveau sur puce, permettant l’interaction avec des informations externes par encodage-décodage et stimulation-rétroaction », a déclaré le professeur Ming Dong, vice-président de l’université de Tianjin et directeur exécutif du laboratoire Haihe d’interaction cerveau-machine et de coexistence homme-machine. Il estime que, en tant que branche émergente importante du domaine des interfaces cerveau-machine, les interfaces cerveau-machine sur puce devraient révolutionner le développement de technologies de pointe telles que l’intelligence hybride et l’informatique biomimétique.

Actuellement, la technologie de construction d’interfaces cerveau-machine sur puce en est encore à ses balbutiements et implique plusieurs éléments clés tels que les fondations intelligentes, les communications, la migration et l’intégration. Parmi ceux-ci, la fondation intelligente agit comme l'unité centrale de traitement (CPU) du corps intelligent, servant de noyau pour atteindre l'intelligence cérébrale sur puce, visant à simuler et décoder efficacement le cerveau.

"Les organes semblables au cerveau, actuellement considérés comme le modèle fondamental intelligent le plus prometteur, bien qu'ils possèdent des structures et des fonctions similaires à celles du cerveau humain, sont toujours confrontés à des goulots d'étranglement tels qu'une faible maturité et un apport insuffisant en nutriments", a admis le professeur Xiaohong Li, de l'école de l'Université de Tianjin. de médecine et chef de l'équipe d'interface cerveau-machine sur puce au laboratoire Haihe pour l'interaction cerveau-machine et la coexistence homme-machine.

Grâce à leurs recherches, l'équipe a découvert que les ultrasons focalisés de faible intensité peuvent favoriser de manière significative la prolifération des cellules progénitrices neurales et la différenciation des neurones, augmenter l'épaisseur des plaques corticales avec une stratification plus claire, améliorer la structure synaptique et la maturité fonctionnelle, formant finalement un système à trois niveaux. réseau neuronal dimensionnel avec une complexité et une capacité de calcul élevées. Cela fournit une meilleure base intelligente pour les interfaces cerveau-machine sur puce.

L'étude confirme en outre que les ultrasons focalisés de faible intensité peuvent favoriser l'intégration et l'interaction entre les organes semblables au cerveau et les hôtes, ainsi que contribuer à la régénération et à la réparation des défauts de développement neurologique. Ces premiers résultats démontrent l’application potentielle des systèmes cérébraux sur puce dans le domaine de la réadaptation médicale.

Le système d'interaction intelligent d'interface cerveau-machine sur puce MetaBOC comprend quatre modules principaux, adaptés à différentes dimensions des cerveaux sur puce, équipés de divers paradigmes de stimulation, intégrant la technologie de l'intelligence artificielle et capables d'effectuer plusieurs tâches à la fois.

À l’avenir, l’équipe explorera davantage des questions scientifiques clés telles que la communication intelligente, la migration intelligente et l’intégration intelligente des interfaces cerveau-machine sur puce, dans le but d’accélérer la traduction de cette technologie en applications pratiques.