De brain-machine interface (BMI)-technologie, ook wel ‘zwarte technologie’ genoemd, is opnieuw ‘geëvolueerd’. Onlangs heeft het Tianjin University Brain-Machine Interaction en Human-Machine Coexistence Haihe Lab-team, in samenwerking met teams van de Southern University of Science and Technology, 's werelds eerste open-source on-chip brein-machine-interface intelligent interactiesysteem ontwikkeld, MetaBOC. Dit systeem maakt onbemande controle mogelijk om het ‘brein’ te trainen voor taken zoals het vermijden van obstakels, het volgen en grijpen door robots, waardoor een verscheidenheid aan op hersencomputers geïnspireerde taken wordt uitgevoerd.

Het commandocentrum van het systeem is het gecultiveerde ‘brein’. Het team heeft voor het eerst internationaal de rol van fysieke velden gevalideerd bij het bevorderen van de groei en ontwikkeling van menselijke hersenachtige organen, waarbij de principes en mechanismen van gefocuste echografie met lage intensiteit bij het reguleren van de hersenen worden verduidelijkt. Dit geeft MetaBOC, een on-chip brein-machine-interfacesysteem, een betere basis voor intelligente mogelijkheden. De onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het internationale tijdschrift "Brain" op het gebied van neurowetenschappen.

Menselijke hersenen staan ​​bekend als de meest complexe stof ter wereld. Op dit moment, onder de golf van fusie en interactie tussen de volgende generatie levensvormen en niet-levensvormen, krijgt de manier waarop ‘mind control’ kan worden bereikt door de in vitro cultivering van ‘hersenen’ met behulp van stamceltechnologie brede academische aandacht in het veld. van on-chip brein-machine-interfaceonderzoek.

"Een on-chip hersen-machine-interface is een technologie die in vitro gekweekte 'hersenen' (zoals hersenachtige organen) koppelt aan elektrodechips om een ​​on-chip brein te vormen, waardoor interactie met externe informatie mogelijk wordt via codering-decodering en stimulatie-feedback", aldus professor Ming Dong, vice-rector van de Universiteit van Tianjin en directeur van het Haihe Lab voor Hersen-Machine Interactie en Mens-Machine Coëxistentie. Hij is ervan overtuigd dat on-chip hersen-machine-interfaces, als een belangrijke opkomende tak binnen het vakgebied van hersen-machine-interfaces, een revolutie teweeg zullen brengen in de ontwikkeling van grensverleggende technologieën zoals hybride intelligentie en hersenachtige computersystemen.

Momenteel staat de constructietechnologie van on-chip brein-machine-interfaces nog in de kinderschoenen, waarbij verschillende sleutelelementen betrokken zijn, zoals intelligente fundamenten, communicatie, migratie en integratie. Hiervan fungeert de intelligente basis als de centrale verwerkingseenheid (CPU) van het intelligente lichaam, die als kern dient voor het bereiken van hersenintelligentie op de chip, met als doel de hersenen efficiënt te simuleren en te decoderen.

"De hersenachtige organen, die momenteel worden beschouwd als het meest veelbelovende intelligente basismodel, worden, ondanks dat ze structuren en functies bezitten die vergelijkbaar zijn met die van het menselijk brein, nog steeds geconfronteerd met knelpunten zoals een lage volwassenheid en een ontoereikende toevoer van voedingsstoffen", geeft professor Xiaohong Li van de school van Tianjin University toe. of Medicine en hoofd van het on-chip brain-machine interface-team bij het Haihe Lab voor Brain-Machine Interaction en Human-Machine Coëxistentie.

Door hun onderzoek ontdekte het team dat gefocuste echografie met lage intensiteit de proliferatie van neurale voorlopercellen en de differentiatie van neuronen aanzienlijk kan bevorderen, de dikte van corticale platen met duidelijkere gelaagdheid kan vergroten, de synaptische structuur en functionele volwassenheid kan verbeteren en uiteindelijk een drievoudige structuur kan vormen. dimensionaal neuraal netwerk met hoge complexiteit en rekencapaciteit. Dit biedt een betere intelligente basis voor on-chip brein-machine-interfaces.

De studie bevestigt verder dat gefocuste echografie met lage intensiteit de integratie en interactie tussen hersenachtige organen en gastheren kan bevorderen, en kan bijdragen aan de regeneratie en reparatie van neurologische ontwikkelingsstoornissen. Deze eerste bevindingen demonstreren de potentiële toepassing van on-chip hersensystemen op het gebied van medische revalidatie.

Het intelligente interactiesysteem MetaBOC op de chip tussen hersenen en machine-interface omvat vier hoofdmodules, geschikt voor verschillende dimensionale hersenen op de chip, uitgerust met diverse stimulatieparadigma's, met integratie van kunstmatige intelligentietechnologie en in staat tot multitasking.

In de toekomst zal het team belangrijke wetenschappelijke kwesties zoals intelligente communicatie, intelligente migratie en intelligente integratie van on-chip brein-machine-interfaces verder onderzoeken, met als doel de vertaling van deze technologie naar praktische toepassingen te versnellen.