Az agyi jelek rögzítésének legpontosabb módja ma egy intrakortikális agy-számítógép interfésznek (BCI) nevezett eszközzel történik, amely egy elektródasor beültetését jelenti a páciens motoros kéregállományába. Az elektródákról érkező jelek ezután a koponyában lévő portba jutnak, amely a jelet egy külső számítógépre továbbító kábelhez csatlakozik.
A beültetési eljárás rendkívül invazív jellege miatt az eszközöket még mindig csak nagyon kevés betegnél használják kutatási célokra. Jelentős előrelépés történt azonban abban, hogy a felhasználók milyen dolgokat tudnak elvégezni ezekkel az eszközökkel, a számítógépen való gépeléstől kezdve a robotprotézisek irányításán át egészen a bénult végtagok mozgatásáig.
Az a tény azonban, hogy a felhasználókat fizikailag be kell kötni ezekbe a rendszerekbe, komolyan korlátozza az általuk végezhető tevékenységeket, valamint a kutatókat is abban, hogy hosszú időn keresztül és különböző környezetben teszteljék a pácienseket. Most azonban a Brown Egyetem kutatócsoportja kimutatta, hogy egy vezeték nélküli BCI is képes - akár 24 órán keresztül a páciens otthonában - az agyi jeleket ugyanolyan hűséggel rögzíteni, mint egy vezetékes eszköz.
"Bebizonyítottuk, hogy ez a vezeték nélküli rendszer funkcionálisan egyenértékű a vezetékesekkel, amelyek évek óta megalapozzák a BCI teljesítményét. Az egyetlen különbség, hogy az embereknek már nem kell fizikailag a berendezésünkhöz csatlakozniuk, ami új lehetőségeket nyit meg a rendszer felhasználására" - mondta John Simeral, a tanulmány vezetője, a Brown Egyetem kutatója az intézmény közleményben.
Az IEEE Transactions on Biomedical Engineering című szaklapban megjelent tanulmány a Brown mérnökei által 2014-ben tervezett vezeték nélküli jeladó prototípusára épül. A rendszert úgy tervezték, hogy a szintén a Brownon kifejlesztett BrainGate nevű vezetékes agy-számítógép interfésszel működjön együtt, amely két, a páciens koponyája alá beültetett 96-elektródás egységre támaszkodik.
Az átdolgozott jeladó körülbelül két hüvelyk átmérőjű, és ugyanahhoz a porthoz csatlakoztatható, amelyet a vezetékes rendszer kábelei használnak. A készülék digitalizálja a rögzített agyi jeleket, majd továbbítja azokat egy sor, a felhasználó szobájában elhelyezett antennára.
A rendszerben rejlő lehetőségek demonstrálására a kutatók megmutatták, hogy két, gerincvelő-sérülés miatt lebénult páciens képes volt a készülékkel egy számítógépes kurzort irányítani otthonában, nem pedig egy erre szakosodott laboratóriumban. Azt is megmutatták, hogy az egyik páciens idegi aktivitását 24 órán keresztül folyamatosan rögzíteni lehetett, köszönhetően az eszköz 36 órás akkumulátor-üzemidejének.
Nem ez az első vezeték nélküli BCI-demonstráció, de a korábbi eszközök kisebb sávszélességűek voltak, mint az alapnak számító vezetékes rendszerek. Az új eszköz elérte a vezetékes rendszer jelátviteli minőségét, miközben a pácienseket nem kellett számítógéphez kötni.
"Az intrakortikális BCI-k fejlődése a vezetékestől a miniatűr vezeték nélküli adó használatáig jelentős lépés a teljesen beültetett, nagy teljesítményű neurális interfészek funkcionális használata felé" - mondta a tanulmány társszerzője, Sharlene Flesher, az Apple hardvermérnöke, aki a kutatás elvégzésekor még a Stanford Egyetemen dolgozott.
A tanulmány szerzői remélik, hogy az eszköz végül segíthet a bénulásban szenvedő emberek függetlenségének helyreállításában. A kutatás jelentős lépés abba az irányba, hogy a BCI-k a mindennapi tevékenységekhez használható technológiává váljanak.
