このシステムの司令センターは、培養された「脳」です。チームは、人間の脳のような器官の成長と発達を促進する物理場の役割を初めて国際的に検証し、脳を制御する低強度焦点式超音波の原理とメカニズムを明らかにしました。これにより、オンチップの脳マシンインターフェースシステムであるMetaBOCに、インテリジェント機能のより優れた基盤がもたらされました。この研究結果は、神経科学分野の国際ジャーナル「Brain」に最近発表されました。

人間の脳は世界で最も複雑な物質として知られています。現在、次世代の生命体と無生命体の融合と相互作用の波の中で、幹細胞技術を用いた「脳」の体外培養を通じて「マインドコントロール」を実現する方法が、オンチップ脳マシンインターフェース研究の分野で広く学術的注目を集めています。

「オンチップ・ブレイン・マシン・インターフェースは、体外で培養された『脳』（脳のような器官など）と電極チップを結合してオンチップ・ブレインを形成し、エンコード・デコードと刺激・フィードバックを通じて外部情報とのインタラクションを実現する技術です」と、天津大学副学長であり、ブレイン・マシン・インタラクションとヒューマン・マシン共存海河研究室のエグゼクティブディレクターを務めるミン・ドン教授は述べています。ドン教授は、ブレイン・マシン・インターフェース分野における重要な新興分野として、オンチップ・ブレイン・マシン・インターフェースがハイブリッド・インテリジェンスや脳型コンピューティングといった最先端技術の開発に革命をもたらすと期待しています。

現在、オンチップ脳マシンインターフェースの構築技術はまだ初期段階にあり、インテリジェント基盤、通信、移行、統合など、いくつかの重要な要素が関係しています。これらのうち、インテリジェント基盤は、インテリジェントボディの中央処理装置（CPU）として機能し、オンチップ脳インテリジェンスを実現するための中核として機能し、脳を効率的にシミュレートしてデコードすることを目指しています。

「現在最も有望な知能基礎モデルとみなされている脳型器官は、人間の脳に似た構造と機能を備えているにもかかわらず、成熟度の低さや栄養供給の不足などのボトルネックにまだ直面している」と、天津大学医学部教授で、脳・機械相互作用および人間・機械共存のための海河研究所のオンチップ脳・機械インターフェースチームの責任者である李暁紅氏は認めた。

研究チームは研究を通じて、低強度焦点式超音波が神経前駆細胞の増殖とニューロンの分化を大幅に促進し、皮質板の厚さを増して層状化を明瞭にし、シナプス構造と機能的成熟を高め、最終的に複雑性と計算能力の高い3次元ニューラルネットワークを形成できることを発見しました。これにより、オンチップの脳マシンインターフェースに優れたインテリジェントな基盤が提供されます。

さらにこの研究では、低強度焦点式超音波が脳のような器官と宿主の統合と相互作用を促進し、神経発達障害の再生と修復にも寄与できることが確認されました。これらの初期研究結果は、オンチップ脳システムを医療リハビリテーションの分野に応用できる可能性を示しています。

オンチップ脳マシンインターフェースインテリジェントインタラクションシステムMetaBOCは、さまざまな次元のオンチップ脳に適しており、多様な刺激パラダイムを備え、人工知能技術を統合し、マルチタスクが可能な4つの主要モジュールで構成されています。

今後、チームは、インテリジェント通信、インテリジェント移行、オンチップ脳マシンインターフェースのインテリジェント統合などの主要な科学的課題をさらに探求し、この技術の実際のアプリケーションへの応用を加速することを目指します。