US20230077899A1 - Interface cerveau-machine basée sur des cellules - Alan R. Mardinly, Madison D. Taylor, Alexandra Borog, Kevin S. Smith, Viktor Kharazia, Thomas K. Roseberry, Jean-Charles NEEL, Emilienne M. Repak, Timothy J. Gardner, Max J. Hodak, Sunny Y. Weber - Neuralink Corp. - Brevet en cours
"La présente invention concerne une interface cerveau-ordinateur biologique comprenant des cellules génétiquement modifiées implantées chez un mammifère adulte (par exemple, une souris) au-dessus de la couche corticale 1, formant une couche corticale artificielle appelée couche zéro (L0).
Après l'implantation, la couche L0 subit un processus de développement caractérisé par des ondes d'activité synchronisées qui diminuent progressivement pour ressembler à l'activité corticale spontanée.
Les axones et les dendrites de la couche L0 infiltrent non destructivement le cortex hôte et forment des connexions synaptiques nécessaires à la communication bidirectionnelle avec le cerveau."
"De nombreux défis doivent être surmontés pour permettre aux interfaces cerveau-machine (ICM) d'atteindre une communication bidirectionnelle avec les millions de neurones nécessaires pour permettre une interaction transparente entre les humains et la technologie.
Une interface stable et à très haut débit entre les cerveaux humains et les ordinateurs permettrait de développer des traitements pour les troubles neurologiques et de réduire les limitations du transfert d'informations entre les domaines biologique et numérique.
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Les ICM non invasives peuvent extraire des informations utiles à partir de signaux optiques ou électriques globaux répartis sur le crâne, mais ces signaux représentent la somme et la convolution de l'activité de millions de neurones, ce qui rend les dispositifs non invasifs peu adaptés à la communication à haut débit.
L'enregistrement à partir de la surface du cerveau, comme dans le cas de l'électrocorticographie (ECoG), améliore la qualité du signal et permet des démonstrations plus impressionnantes du décodage neuronal.
Cependant, ces enregistrements mélangent toujours les signaux provenant de milliers de neurones et enregistrent rarement des potentiels d'action en raison du faible nombre de neurones dans la couche corticale 1 (L1).
En revanche, les ICM intracorticales pénétrantes communiquent avec le cerveau au niveau auquel il fonctionne, c'est-à-dire avec des potentiels d'action spécifiques provenant de neurones spécifiques.
Cela permet aux ICM pénétrantes d'atteindre des débits binaires qui permettent une saisie neuronale utile.
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Cependant, l'enregistrement stable à partir d'un grand nombre de canaux via des implants pénétrants est difficile, car chaque pénétration du cerveau déplace les tissus, ce qui limite l'échelle à laquelle les réseaux intracorticales peuvent être déployés.
Pour les réseaux rigides traditionnels, les dommages causés par les pénétrations des sondes perturbent la microvascularisation et activent les cellules neuro-immunitaires, ce qui entraîne une bio-encrassement, la formation d'une cicatrice gliale et une encapsulation fibreuse.
Récemment, une nouvelle génération de réseaux d'électrodes fins et flexibles a été développée pour atténuer la réponse biologique à l'implantation.
Le fait de découpler la rigidité nécessaire à l'insertion du réseau permet d'utiliser des matériaux mieux adaptés aux propriétés physiques des tissus cérébraux.
Ces implants présentent des profils de dommages améliorés, ce qui permet un enregistrement stable avec un nombre de canaux plus élevé par rapport aux réseaux d'électrodes implantables chroniques précédents.
Bien que les sondes flexibles causent moins de dommages corticaux et de perturbation de la barrière hémato-encéphalique que les électrodes pénétrantes rigides, le déplacement des tissus risque de devenir un obstacle majeur à leur mise à l'échelle pour enregistrer à partir de millions de neurones.
1/2.. suite 👇🏼👇🏼🚨
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