Apelidada de “tecnologia negra”, a tecnologia de interface cérebro-máquina (BMI) “evoluiu” mais uma vez. Recentemente, a equipe do Laboratório Haihe de Interação Cérebro-Máquina e Coexistência Homem-Máquina da Universidade de Tianjin, em colaboração com equipes da Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul, desenvolveu o primeiro sistema de interação inteligente de interface cérebro-máquina de código aberto no chip do mundo, MetaBOC. Este sistema permite que o controle não tripulado treine o “cérebro” para tarefas como evitar obstáculos, rastrear e agarrar por robôs, realizando uma variedade de tarefas inspiradas na computação cerebral.

O centro de comando do sistema é o “cérebro” cultivado. A equipe validou internacionalmente pela primeira vez o papel dos campos físicos na promoção do crescimento e desenvolvimento de órgãos semelhantes ao cérebro humano, esclarecendo os princípios e mecanismos do ultrassom focalizado de baixa intensidade na regulação do cérebro. Isso fornece ao MetaBOC, um sistema de interface cérebro-máquina no chip, uma base melhor para capacidades inteligentes. Os resultados da pesquisa foram publicados recentemente na revista internacional "Brain" na área de neurociências.

O cérebro humano é conhecido como a substância mais complexa do mundo. Atualmente, sob a onda de fusão e interação entre a próxima geração de formas de vida e de formas não-vivas, como alcançar o “controle da mente” através do cultivo in vitro de “cérebros” usando a tecnologia de células-tronco está atraindo ampla atenção acadêmica na área. de pesquisa de interface cérebro-máquina no chip.

"A interface cérebro-máquina em chip é uma tecnologia que acopla 'cérebros' cultivados in vitro (como órgãos semelhantes ao cérebro) a chips de eletrodos para formar um cérebro em chip, permitindo a interação com informações externas por meio de codificação-decodificação e estimulação-feedback", afirmou o Professor Ming Dong, Vice-Presidente da Universidade de Tianjin e Diretor Executivo do Laboratório Haihe de Interação Cérebro-Máquina e Coexistência Humano-Máquina. Ele acredita que, como um importante ramo emergente no campo das interfaces cérebro-máquina, as interfaces cérebro-máquina em chip têm o potencial de revolucionar o desenvolvimento de tecnologias de ponta, como inteligência híbrida e computação semelhante ao cérebro.

Atualmente, a tecnologia de construção de interfaces cérebro-máquina on-chip ainda está em sua infância, envolvendo vários elementos-chave, como bases inteligentes, comunicações, migração e integração. Entre estes, a base inteligente atua como a unidade central de processamento (CPU) do corpo inteligente, servindo como núcleo para alcançar a inteligência cerebral no chip, com o objetivo de simular e decodificar eficientemente o cérebro.

“Os órgãos semelhantes ao cérebro, atualmente considerados como o modelo fundamental inteligente mais promissor, apesar de possuírem estruturas e funções semelhantes às do cérebro humano, ainda enfrentam gargalos como baixa maturidade e fornecimento inadequado de nutrientes”, admitiu o professor Xiaohong Li, da Escola da Universidade de Tianjin. de Medicina e chefe da equipe de interface cérebro-máquina no chip do Laboratório Haihe para Interação Cérebro-Máquina e Coexistência Homem-Máquina.

Através de sua pesquisa, a equipe descobriu que o ultrassom focalizado de baixa intensidade pode promover significativamente a proliferação de células progenitoras neurais e a diferenciação de neurônios, aumentar a espessura das placas corticais com camadas mais claras, melhorar a estrutura sináptica e a maturidade funcional, formando, em última análise, um sistema triplo. rede neural dimensional com alta complexidade e capacidade computacional. Isso fornece uma base inteligente melhor para interfaces cérebro-máquina no chip.

O estudo confirma ainda que o ultrassom focalizado de baixa intensidade pode promover a integração e interação entre órgãos semelhantes ao cérebro e hospedeiros, bem como contribuir para a regeneração e reparação de defeitos do neurodesenvolvimento. Estas descobertas iniciais demonstram a aplicação potencial de sistemas cerebrais on-chip no campo da reabilitação médica.

O sistema de interação inteligente de interface cérebro-máquina no chip MetaBOC abrange quatro módulos principais, adequados para cérebros on-chip de várias dimensões, equipados com diversos paradigmas de estimulação, integrando tecnologia de inteligência artificial e capazes de multitarefa.

No futuro, a equipa irá explorar ainda mais questões científicas importantes, como a comunicação inteligente, a migração inteligente e a integração inteligente de interfaces cérebro-máquina no chip, com o objetivo de acelerar a tradução desta tecnologia em aplicações práticas.