Sučelja mozak-računalo (BCI) su pomoćna tehnologija u nastajanju koja oboljelima od paralize omogućuje da tipkaju na računalnim ekranima ili manipuliraju robotskim protezama razmišljajući o pomicanju vlastitog tijela. Godinama se ti uređaji kabelima povezivali sa senzorima i vanjskim uređajima.No, sada su stručnjaci BrainGatea prvi put upotrijebili bežičnu vezu između tetraplegičara i uređaja.

Širokopojasna veza

Njihov sustav prenosi moždane signale u razlučivosti jednog neurona i u punoj širokopojasnoj vjernosti bez fizičkog povezivanja korisnika sa sustavom za dekodiranje. Tradicionalni kabeli zamijenjeni su malim odašiljačem veličine pet centimetra i teške nešto od 40 grama. Uređaj se postavlja na glavu korisnika i povezuje s nizom elektroda unutar moždane kore mozga koristeći isti priključak koji koriste žičani sustavi.

Za studiju objavljenu u IEEE Transactions on Biomedical Engineering, dvoje sudionika kliničkog ispitivanja s paralizom koristilo je sustav BrainGate s bežičnim odašiljačem za povezivanje s tabletom.

Bežični sustav prenosio je signale s gotovo istom vjernošću kao i žičani sustavi, a sudionici su postigli sličnu točnost i brzinu tipkanja i usmjeravanja pokazivača.

"Pokazali smo da je ovaj bežični sustav funkcionalno ekvivalentan žičanim sustavima koji su godinama zlatni standard u BCI izvedbi", rekao je vodeći autor studije John Simeral sa Sveučilišta Brown. "Možemo koristiti iste algoritme dekodiranja kao i kod žičane opreme. Jedina je razlika u tome što ljude više ne treba fizički vezati za našu opremu, što otvara nove mogućnosti korištenja sustav."

Prednosti bežične veze

Studija je rani, ali važan korak prema potpuno implantabilnom intrakortikalnom sustavu koji pomaže nepokretnim ljudima. Iako bežični uređaji ove namjene nisu novost, ovo je prvi uređaj koji prenosi puni spektar signala zabilježenih intrakortikalnim senzorom. Taj širokopojasni bežični signal omogućuje razna klinička istraživanja koja je puno teže izvesti sa žičanim BCI-ima.

Paralizirani sudionici ispitivanja mogli su tako sustav koristiti kod kuće, umjesto u laboratoriju u kojem se odvija većina BCI istraživanja. Neopterećeni kabelima, sudionici su BCI mogli koristiti neprekidno, čak i dok su spavali. 

Istraživačima je omogućeno da pomoću ovog sustava prate moždanu aktivnost na način koji je prije bio gotovo nemoguć. To će im pomoći u izradi algoritama za dekodiranje koji omogućuju besprijekornu, intuitivnu, pouzdanu obnovu komunikacije i mobilnosti paraliziranih osoba.

Laboratorij profesora Nurmikka

Uređaj korišten u studiji razvijen je u laboratoriju profesora Arta Nurmikka. Takozvani Brownov bežični uređaj (BWD) dizajniran je za prijenos visokokvalitetnih signala uz minimalnu snagu: neuronske signale s 200 elektroda bilježi brzinom od 48 megabita u sekundi, a baterija pritom traje najmanje dan i pol. 

Iako se BWD u istraživanjima uspješno koristi već nekoliko godina, uređaj je dorađen za ovu priliku. Nova bežična tehnologija već donosi dividende na neočekivani način. Budući da sudionici mogu koristiti bežični uređaj u svojim domovima, bez pomoći tehničara za održavanje žičane veze, ispitivanja su nastavljena i tijekom pandemije.

BrainGate nastavlja klinička ispitivanja, a Sveučilište Brown potpisalo je ugovor o licenciranju s tvrtkom Blackrock Microsystems kako bi uređaj učinio dostupnim neuroznanstvenicima širom svijeta.