Разработан имплант, распознающий работу мозга по нейронным связям

Исследователи из Лаборатории интегрированных нейротехнологий Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) представили LogSync — передовой имплантат, способный в реальном времени анализировать коммуникацию между нейронными структурами и идентифицировать ментальный и эмоциональный настрой пациента. Устройство способно генерировать сигналы для электростимуляции при фиксации целевых паттернов активности.

Новинка создана как фундамент для перспективных адаптивных комплексов глубокой стимуляции мозга. Традиционные аппараты функционируют на заранее запрограммированных параметрах без динамической адаптации. Существующие аналоги с обратной связью задействуют данные лишь от единичных зон, в то время как команда профессора Махсы Шоаран делает акцент на том, что ключевым фактором ментальных патологий выступает сбой межполушарного и межзонального взаимодействия.

Микросхема фиксирует электрофизиологические импульсы, вычисляет интенсивность ритмов и степень синхронизации сигналов из различных участков, после чего передает массив данных интеллектуальному алгоритму. Последний классифицирует эмоционально-когнитивные проявления и определяет оптимальный тайминг для терапевтического воздействия.

Инженерам удалось уместить весь комплекс аналитических процедур на едином кристалле, энергопотребление которого не превышает 200 микроватт. Достичь этого удалось за счет совместной оптимизации архитектуры железа и софта с учетом жестких лимитов имплантируемых систем. Одним из прорывных решений стало внедрение логарифмической арифметики, существенно снижающей вычислительную нагрузку при исследовании нейросетей.

Работоспособность комплекса протестирована на архивных электроэнцефалограммах людей, собранных в ходе прошлых неврологических изысканий. Первый массив данных отражал колебания ментальной концентрации при решении тестов, а второй — динамику эмоционального отклика на видеоряд. Нейросеть успешно справилась с дифференциацией этих состояний. Кроме того, в ходе тестов на грызунах в Миннесотском университете чип успешно мониторил ритмику и инициировал стимуляцию в нужные фазы.

На данном этапе LogSync не проходил клинические тесты на людях. Продемонстрированные успехи доказывают лишь жизнеспособность концепции анализа сигналов на базе готовых датасетов, но не гарантируют терапевтический эффект при борьбе с психическими недугами. Проект реализуется в русле масштабной инициативы по созданию биоимплантов для коррекции расстройств настроения и тяжелых тревожных состояний.

Одновременно с этим ученые совершенствуют алгоритмы машинного обучения, способные обучаться «на лету» прямо по сырым нейронным логам. В докладе для конференции ICML 2026 специалисты продемонстрировали методику самообучения, обрабатывающую мозговую активность в трех плоскостях одновременно: пространственной, канальной и временной. Данные изыскания развиваются в рамках коммерческого направления через стартап Infera Neuro, основанный при участии Шоаран.

Источник: iXBT