Denominata “tecnologia nera”, la tecnologia dell’interfaccia cervello-macchina (BMI) si è “evoluta” ancora una volta. Recentemente, il team Haihe Lab dell'Interazione cervello-macchina e della coesistenza uomo-macchina dell'Università di Tianjin, in collaborazione con i team della Southern University of Science and Technology, ha sviluppato il primo sistema di interazione intelligente open source on-chip con interfaccia cervello-macchina, MetaBOC. Questo sistema consente al controllo senza pilota di addestrare il "cervello" per compiti come evitare ostacoli, tracciare e afferrare da parte dei robot, realizzando una varietà di compiti ispirati al brain computing.

Il centro di comando del sistema è il "cervello" coltivato. Il team ha convalidato a livello internazionale per la prima volta il ruolo dei campi fisici nel promuovere la crescita e lo sviluppo di organi simili al cervello umano, chiarendo i principi e i meccanismi degli ultrasuoni focalizzati a bassa intensità nella regolazione del cervello. Ciò fornisce a MetaBOC, un sistema di interfaccia cervello-macchina su chip, una base migliore per capacità intelligenti. I risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati sulla rivista internazionale “Brain” nel campo delle neuroscienze.

Il cervello umano è conosciuto come la sostanza più complessa al mondo. Attualmente, sotto l'onda della fusione e dell'interazione tra la prossima generazione di forme di vita e forme non di vita, come ottenere il "controllo mentale" attraverso la coltivazione in vitro di "cervelli" utilizzando la tecnologia delle cellule staminali sta raccogliendo un'ampia attenzione accademica nel campo. della ricerca sull’interfaccia cervello-macchina su chip.

"L'interfaccia cervello-macchina su chip è una tecnologia che accoppia 'cervelli' coltivati ​​in vitro (come organi simili al cervello) con chip di elettrodi per formare un cervello su chip, consentendo l'interazione con informazioni esterne attraverso la codifica-decodifica e la stimolazione-feedback", ha affermato il professor Ming Dong, vicepresidente dell'Università di Tianjin e direttore esecutivo del Laboratorio di Interazione Cervello-Macchina e Coesistenza Uomo-Macchina di Haihe. Egli ritiene che, in quanto importante ramo emergente nel campo delle interfacce cervello-macchina, le interfacce cervello-macchina su chip siano destinate a rivoluzionare lo sviluppo di tecnologie di frontiera come l'intelligenza ibrida e il calcolo simile al cervello.

Attualmente, la tecnologia di costruzione delle interfacce cervello-macchina su chip è ancora agli inizi e coinvolge diversi elementi chiave come basi intelligenti, comunicazioni, migrazione e integrazione. Tra questi, la base intelligente funge da unità di elaborazione centrale (CPU) del corpo intelligente, fungendo da nucleo per ottenere l’intelligenza cerebrale su chip, con l’obiettivo di simulare e decodificare in modo efficiente il cervello.

"Gli organi simili al cervello, attualmente considerati il ​​modello fondamentale intelligente più promettente, nonostante possiedano strutture e funzioni simili al cervello umano, devono ancora affrontare colli di bottiglia come la bassa maturità e un apporto di nutrienti inadeguato", ha ammesso il professor Xiaohong Li, della Scuola dell'Università di Tianjin. di Medicina e capo del team di interfaccia cervello-macchina su chip presso l'Haihe Lab per l'interazione cervello-macchina e la coesistenza uomo-macchina.

Attraverso la loro ricerca, il team ha scoperto che gli ultrasuoni focalizzati a bassa intensità possono promuovere in modo significativo la proliferazione delle cellule progenitrici neurali e la differenziazione dei neuroni, aumentare lo spessore delle placche corticali con una stratificazione più chiara, migliorare la struttura sinaptica e la maturità funzionale, formando infine una struttura a tre rete neurale dimensionale ad elevata complessità e capacità computazionale. Ciò fornisce una base migliore e intelligente per le interfacce cervello-macchina su chip.

Lo studio conferma inoltre che gli ultrasuoni focalizzati a bassa intensità possono promuovere l’integrazione e l’interazione tra organi e ospiti simili al cervello, oltre a contribuire alla rigenerazione e alla riparazione dei difetti dello sviluppo neurologico. Questi risultati iniziali dimostrano la potenziale applicazione dei sistemi cerebrali su chip nel campo della riabilitazione medica.

Il sistema di interazione intelligente dell'interfaccia cervello-macchina su chip MetaBOC comprende quattro moduli principali, adatti a cervelli su chip di varie dimensioni, dotati di diversi paradigmi di stimolazione, che integrano la tecnologia dell'intelligenza artificiale e capaci di multitasking.

In futuro, il team esplorerà ulteriormente questioni scientifiche chiave come la comunicazione intelligente, la migrazione intelligente e l’integrazione intelligente delle interfacce cervello-macchina su chip, con l’obiettivo di accelerare la traduzione di questa tecnologia in applicazioni pratiche.