Rumah > Berita > Para saintis membina cip neuron tiruan yang boleh mengenali isyarat biologi dalam masa nyata

Para saintis membina cip neuron tiruan yang boleh mengenali isyarat biologi dalam masa nyata

Pasukan penyelidikan dari Zurich baru-baru ini telah membangunkan peranti penjimatan tenaga yang kompak yang diperbuat daripada neuron tiruan yang boleh membatalkan gelombang otak. Cip menggunakan data yang direkodkan dari gelombang otak pesakit dengan epilepsi untuk mengenal pasti kawasan mana yang menyebabkan kejang. Ini membuka prospek permohonan baru untuk rawatan.











Algoritma rangkaian neural semasa menghasilkan hasil yang mengagumkan dan membantu menyelesaikan sejumlah masalah yang menakjubkan. Walau bagaimanapun, peranti elektronik yang digunakan untuk menjalankan algoritma ini masih memerlukan kuasa pemprosesan yang besar. Apabila ia datang kepada pemprosesan masa nyata maklumat sensori atau interaksi dengan alam sekitar, sistem kecerdasan buatan (AI) ini tidak dapat bersaing dengan otak sebenar. Dan Kejuruteraan Neuromorphic adalah kaedah baru yang menjanjikan yang membina jambatan antara kecerdasan buatan dan kecerdasan semulajadi.

Pasukan penyelidikan interdisipliner di University of Zurich, Eth Zurich dan Hospital Universiti Zurich menggunakan kaedah ini untuk membangunkan cip berdasarkan teknologi neuromorphic yang dapat dengan tepat dan tepat mengenal pasti isyarat biologi yang rumit. Para saintis dapat menggunakan teknologi ini untuk berjaya mengesan osilasi frekuensi tinggi yang dirakam sebelumnya (HFO). Gelombang khusus ini, diukur menggunakan electroencephalography intrakranial (IEEG), telah terbukti akan menjanjikan biomarker untuk mengenal pasti tisu otak yang menyebabkan kejang.

Para penyelidik mula-mula merancang algoritma untuk mengesan HFO dengan mensimulasikan rangkaian saraf semulajadi otak: yang kecil yang dipanggil Neural Network (SNN). Langkah kedua adalah untuk melaksanakan SNN dalam perkakasan bersaiz kuku yang menerima isyarat neural melalui elektrod. Tidak seperti komputer tradisional, ia mempunyai kecekapan tenaga yang besar. Ini menjadikan pengiraan dengan resolusi masa yang sangat tinggi mungkin tanpa bergantung pada internet atau pengkomputeran awan.

Giacomo Indiveri, seorang profesor di Institut Neuroinformatics di University of Zurich dan Eth Zurich, berkata: "Reka bentuk kami membolehkan kami mengenali corak spatiotemporal dalam isyarat biologi dalam masa nyata."

Para penyelidik kini merancang untuk menggunakan penemuan mereka untuk mencipta sistem elektronik untuk mengenal pasti dan memantau HFO dalam masa nyata. Apabila digunakan sebagai alat diagnostik tambahan di dalam bilik operasi, sistem dapat meningkatkan hasil campur tangan neurosurgi.

Walau bagaimanapun, ini bukan satu-satunya kawasan di mana pengenalpastian HFO boleh memainkan peranan penting. Matlamat jangka panjang pasukan adalah untuk membangunkan peranti untuk memantau epilepsi yang boleh digunakan di luar hospital, yang akan memungkinkan untuk menganalisis isyarat sejumlah besar elektrod dalam beberapa minggu atau bulan.

Johannes Sarnthein, seorang ahli neurofisiologi di Hospital Universiti Zurich, menjelaskan: "Kami mahu mengintegrasikan komunikasi data tanpa wayar rendah dalam reka bentuk - sebagai contoh, untuk menyambungkannya ke telefon bimbit. Cip mudah alih atau tidak dapat diperbaiki seperti ini dapat mengenali kadar penyitaan yang lebih tinggi. Tempoh yang tinggi atau rendah, yang akan membolehkan kita menyediakan ubat yang diperibadikan. "