Он меньше ногтя, но слышит мысли. Нейрочип Starfish вылечит эпилепсию, депрессию и Альцгеймер без таблеток
NewsMakerНейроинтерфейс считывает и стимулирует мозг в 16 точках одновременно. И это помогает.
Starfish представила революционный микрочип для изучения электрической активности мозга, который может кардинально изменить подходы к лечению неврологических расстройств. Разработка обладает ультранизким энергопотреблением и миниатюрными размерами, что открывает возможности для создания распределённых нейроинтерфейсов нового поколения — систем, способных одновременно взаимодействовать с множественными областями нервной ткани.
Современные методы взаимодействия с мозгом преимущественно фокусируются на работе с единственной областью — например, при болезни Паркинсона стимулируют строго определенные участки. Однако накапливаются доказательства того, что множество заболеваний связано с нарушениями на уровне нейронных цепей. То есть страдает именно взаимодействие между различными участками головного мозга. В том числе при депрессии и эпилепсии.
Лечение подобных патологий потребует создания принципиально новых решений, способных одновременно считывать электрические сигналы нейронов и воздействовать на множество соединённых частей нашего командного центра. И пока что всё упирается в технические ограничения.
Нейроинтерфейсы сложно размножить из-за громоздких физических габаритов, высоких требований к энергии и пропускной способности связи, а также значительной хирургической нагрузки на пациента. Каждый дополнительный имплант увеличивает риски в ходе операции и усложняет восстановительный период.
Starfish же предлагает создать новый класс минимально инвазивных систем, обеспечивающих одновременный доступ к нескольким областям мозга. Команда работает над технологиями, позволяющими записывать и стимулировать нервную активность с точностью, значительно превосходящей возможности уже существующих механизмов.
Ключевой аспект проекта — радикальное уменьшение размеров. Инженеры стараются минимизировать физические габариты электроники, проводов и корпуса, а также полностью устранить батареи в пользу беспроводной передачи мощности .
Коммерчески доступная электрофизиологическая электроника плохо подходит, поскольку обычно потребляет десятки милливатт и занимает большие площади — свыше 5 миллиметров на сторону (а иногда и 10). Поэтому компания решила разработать собственный специализированный чип в партнёрстве с imec.
Ключевые характеристики новой микросхемы: сверхнизкое энергопотребление — всего 1,1 милливатт общей мощности во время обычной записи. Физические габариты составляют лишь 2 на 4 миллиметра в корпусе BGA с шагом 0,3 миллиметра — по сравнению с существующими решениями, размер которых сопоставим с монетой, это успех.
Устройство способно одновременно регистрировать спайки (короткие электрические разряды отдельных нейронов) и локальные полевые потенциалы — медленные колебания электрической активности целых групп клеток. Также система проводит стимуляцию биполярными импульсами, имитирующими естественные сигналы мозга.
Архитектура включает 32 электродных площадки с 16 одновременными каналами записи на частоте 18,75 килогерца и один источник тока для стимуляции произвольных пар электродов. Так можно гибко настраивать воздействие в зависимости от потребностей конкретного пациента.
Встроенный мониторинг импеданса и измерение переходных процессов стимулирующего напряжения обеспечивают контроль качества контакта с тканью. Цифровая обработка данных и детекция спайков непосредственно на кристалле позволяют работать через низкополосные беспроводные интерфейсы, экономя энергию и упрощая передачу информации.
Микросхема изготавливается по 55-нанометровому техпроцессу TSMC, что позволяет упаковать максимум функциональности в минимальный объём без потери надёжности.
Разработчики спроектировали чип с прицелом на будущую интеграцию в полностью беспроводной имплант без батарей. Поэтому система обладает гибкостью для работы при различных ограничениях по мощности или данным — усилители можно отключать для экономии, информацию фильтровать и прореживать. Параллельно команда активно создаёт крошечную низкоэнергетическую электронику для надёжной передачи мощности и данных через живые ткани.
Компания ожидает поступления первых прототипов в конце 2025 года и сейчас активно ищет партнёров, готовых интегрировать разработку в свои проекты.
Starfish представила революционный микрочип для изучения электрической активности мозга, который может кардинально изменить подходы к лечению неврологических расстройств. Разработка обладает ультранизким энергопотреблением и миниатюрными размерами, что открывает возможности для создания распределённых нейроинтерфейсов нового поколения — систем, способных одновременно взаимодействовать с множественными областями нервной ткани.
Современные методы взаимодействия с мозгом преимущественно фокусируются на работе с единственной областью — например, при болезни Паркинсона стимулируют строго определенные участки. Однако накапливаются доказательства того, что множество заболеваний связано с нарушениями на уровне нейронных цепей. То есть страдает именно взаимодействие между различными участками головного мозга. В том числе при депрессии и эпилепсии.
Лечение подобных патологий потребует создания принципиально новых решений, способных одновременно считывать электрические сигналы нейронов и воздействовать на множество соединённых частей нашего командного центра. И пока что всё упирается в технические ограничения.
Нейроинтерфейсы сложно размножить из-за громоздких физических габаритов, высоких требований к энергии и пропускной способности связи, а также значительной хирургической нагрузки на пациента. Каждый дополнительный имплант увеличивает риски в ходе операции и усложняет восстановительный период.
Starfish же предлагает создать новый класс минимально инвазивных систем, обеспечивающих одновременный доступ к нескольким областям мозга. Команда работает над технологиями, позволяющими записывать и стимулировать нервную активность с точностью, значительно превосходящей возможности уже существующих механизмов.
Ключевой аспект проекта — радикальное уменьшение размеров. Инженеры стараются минимизировать физические габариты электроники, проводов и корпуса, а также полностью устранить батареи в пользу беспроводной передачи мощности .
Коммерчески доступная электрофизиологическая электроника плохо подходит, поскольку обычно потребляет десятки милливатт и занимает большие площади — свыше 5 миллиметров на сторону (а иногда и 10). Поэтому компания решила разработать собственный специализированный чип в партнёрстве с imec.
Ключевые характеристики новой микросхемы: сверхнизкое энергопотребление — всего 1,1 милливатт общей мощности во время обычной записи. Физические габариты составляют лишь 2 на 4 миллиметра в корпусе BGA с шагом 0,3 миллиметра — по сравнению с существующими решениями, размер которых сопоставим с монетой, это успех.
Устройство способно одновременно регистрировать спайки (короткие электрические разряды отдельных нейронов) и локальные полевые потенциалы — медленные колебания электрической активности целых групп клеток. Также система проводит стимуляцию биполярными импульсами, имитирующими естественные сигналы мозга.
Архитектура включает 32 электродных площадки с 16 одновременными каналами записи на частоте 18,75 килогерца и один источник тока для стимуляции произвольных пар электродов. Так можно гибко настраивать воздействие в зависимости от потребностей конкретного пациента.
Встроенный мониторинг импеданса и измерение переходных процессов стимулирующего напряжения обеспечивают контроль качества контакта с тканью. Цифровая обработка данных и детекция спайков непосредственно на кристалле позволяют работать через низкополосные беспроводные интерфейсы, экономя энергию и упрощая передачу информации.
Микросхема изготавливается по 55-нанометровому техпроцессу TSMC, что позволяет упаковать максимум функциональности в минимальный объём без потери надёжности.
Разработчики спроектировали чип с прицелом на будущую интеграцию в полностью беспроводной имплант без батарей. Поэтому система обладает гибкостью для работы при различных ограничениях по мощности или данным — усилители можно отключать для экономии, информацию фильтровать и прореживать. Параллельно команда активно создаёт крошечную низкоэнергетическую электронику для надёжной передачи мощности и данных через живые ткани.
Компания ожидает поступления первых прототипов в конце 2025 года и сейчас активно ищет партнёров, готовых интегрировать разработку в свои проекты.