Smadzeņu implantu tehnoloģija novēro elektrisko aktivitāti nelielā smadzeņu
apgabalā, iegūtos datus matemātiski interpretē un informāciju nodod
tālāk ierīcei,kura uz to pamatojoties veic atbilstošu darbību.
Lasot materiālus, domājot, nervu šūnas smadzenēs saņem, interpretē un attiecīgi
reaģējot uz pienākošo informāciju. Neironi uztver informāciju kā elektriskus
impulsus,iekšējas sprieguma svārstības. Parasti neironi šādi komunicē savāstarpā,
bet faktiski jebkurai elektriskai ierīcei ir potenciāls„sarunāties” neironu valodā, ja tā
spēj klausīties šos signālus. Klausoties impulsos,Ir divu veidu uztverošās iekārtas:
iekšējās (atrodas galvaskausā) un ārējās. Viena nerva pulss ir pārāk vājš,lai to
uztvertu ārpus galvaskausa, tādēļ ārējās iekārtas vienlaicīgi spēj uztvert signālus tikai
no vesaliem smadzeņuapgabaliem, kas ierobežo iegūto datu derīgumu.
Iekšējās ierīces jeb smadzeņu čipi tiek ievietoti pašās smadzenēs un to elektrodu
masīvs nonāk tiešā kontaktā ar dzīviem neironiem, kas dod iespēju
uztvert viena nerva impulsus. Šajā metodē tiek izmantots no 100 mikro-elektodiem
sastāvošs masīvs, kurš vienlaicīgi ieraksta līdz pat 96 dažādu
neironu vai nelielu neironu grupu elektrisko aktivitāti.
Ideālas mikro-elektrodu masīvam ir jābūt ļoti mazam, stabilam un nekaitīgam. Jābūt
iespējai to ievietot smadzenēs, neradot nekādus bojājumus, tas
nedrīks izkustēties no vietas un nonēsāties, neskatoties uz nepārtrauktajām vibrācijām
un galvas kustībām, ka arī tas nedrīkst mijiedarboties ar
šūnām,kas atrodas tam apkārt, citādi kā elektriskās informācijas ierakstīšanas nolūkā.
Vislabāk publiski dokumentētais ir Bionic smadzeņu čipa masīvs:
Čipa izmērs: 4mm x 4mm x 1,5mm
Čipa materiāls: viengabalains silīcijs
Masīva izmērs: 96 ierakstoši elektrodi (10 x 10 masīvs)
Elektrodu ievietošana: ~ 1- 1,5 mm smadzeņu virsmā
Elektrodu pārklājums: paralyne C w/platīna tipi
Atstarpe starp elektrodiem: 0,4 mm
Zinātnieki testē dažādus dizainus uz dzīvniekiem, lai optimizētu
1. Dažāda neironu skaita impulsu ierakstīšanu (ar no 16 līdz 700 elektrodu palīdzību) ,
2. Impulsu ierakstīšanu vienlaicīgi no dažādiem smadzeņu apgabaliem, izmantojot
vairāku čipu ierakstīšanas sistēmas,
3. Citu materiālu elektrodu izmantošanu (piemēram, keramikas masīvi),
4. Impulsu, kas nākuši no dziļākajiem smadzeņu slāņiem, atkodēšanu.
Pacienti ar pagaidu implantiem ir izmantojuši reģionus, kas kontrolē runu, lai
„sarunātos” ar datoru, manipulējot kursoru datora ekrānā , iedomājoties vai pasakot
skaļi konkrētu skaņu. Pēc pašu Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolas zinātnieka
vārdiem ir daudz virzieni, kur šo tehnoloģiju varētu izmantot, tajā skaitā, lai attīstītu
tehnoloģiju, kas atvieglotu komunikāciju ar apkārtējo vidi pacientiem, kuri ir
zaudējuši spēju runāt , piemēram,smadzeņu ievainojuma vai bojātu balss saišu dēļ.
Ir radīti pagaidu implanti, kas ir pazīstami kā smadzeņu-datoru interfeisi,kas
konstatē aktivitāti smadzeņu daļā, kas kontrolē muskuļu kustības. Ar to palīdzību, kad
ierīce tiek izmantota, piemēram,lai darbinātu robotikso roku, lietotājs to var kustināt
izmantojot to pašu smadzeņu apvidu,kas tika izmantots,lai kursinātu roku pirms tā
tika savainota. Bet šādi implanti ir neefektīvi gadījumos, kad runa iet par
komunikācijas ar apkārtējo vidi atjaunošanu- pacienti varētu iemācīties domāt par
savas rokas kustināšanu noteiktā veidā, lai sasveicinātos ar datora skaļruņa
starpniecību,bet būtu daudz vieglāk,ja viņi varētu sasveicināties izmantojot tos pašus
smadzeņu apvidus, ko viņi jau kādreiz lika lietā, kad tas bija iespējams.
Vašingtonas universitātes komanda nesen atklāja, ka implanti var tikt
izmantoti, lai analizētu smazeņu viļņu aktivitātes frekvenci, kas ļauj izdarīt precīzākus
secinājumus saistībā ar smadzeņu darbību. smadzeņu-datoru interfeisi spēj
interpretēt neironu valodu elektriskajos signālos.
