为了帮助那些患有脑损伤、脊柱损伤的人们,芯片设计巨头ARM正与美国研究人员展开合作,研发可植入人脑的芯片,这款芯片将置于人的颅骨内。这项研发将在华盛顿大学感觉运动神经工程中心(CSNE)进行,ARM将为植入的芯片提供处理器。
这项合作的目的,是希望研发出的系统不只能让人顺利做出想做的动作,还能接收感觉反馈。不过这一项目预计长达10年,我们可能要等待很久才能看到项目成果。
研究人员已经开发出一个早期技术样本。
ARM医疗保健技术部门主管Peter Ferguson告诉BBC,他们已经有了一些早期的样本设备,但在能耗和发热方面存在严重问题,他们需要找到一种极小巧、极节能的材料。
远大的愿景
研究的第一步是为芯片设计一个系统,可以将信号从大脑传递至植入脊髓的刺激器,使患有脊柱或神经障碍的人能够控制自己的行动。
近日,来自俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学的研究团队,首次成功利用植入人脑的设备,使一名全瘫患者重获活动手和手臂的能力。
不过CSNE想做更进一步的事情。研究人员希望他们的设备还能接收信号,将感官信息传回大脑。
Ferguson称,新设备不只让患者能根据大脑发出的信号行动,还要能反馈信息给大脑。
这样,患者才可以判断出他们拿东西的力度,或是对温度有所感知。
研究人员认为,这种信息的反馈还可以帮助大脑自我调整,将可能辅助治愈中风等疾病。
Ferguson称,研究最终的目的,是希望未来人们想到脊柱损伤时,同时能联想到有这样一项技术,可以连接脊柱和肌肉组织,使患者重新活动起来。同时,这项技术还将用于治疗中风、帕金森及老年痴呆。
那怎么实现呢?
ARM将与研究人员一起开发能够用于解码大脑内部复杂信号的硬件,并将这些生物信号转换为数字信号,从而实现对人体肌肉功能的控制。未来,ARM还希望能够逆转这个过程,让硬件设备处理数据,并直接向大脑提供反馈信号。
当然,将这么一个复杂的芯片植入大脑内部还存在诸多挑战。现有的植入设备主要通过外部计算机进行任务处理,这样受到的约束相对少一些。ARM医疗保健技术主管彼特·弗格森(Peter Ferguson)接受BBC采访时表示:“最大的挑战在于能耗和产生的热量。我们亟需的是超微型、超低能耗的大脑植入芯片。”
其实,ARM早就在这场“大脑芯片之争”的游戏中占有一席之地。ARM公司作为全球大多数移动设备使用芯片的设计商,其令人折服的芯片能量效率可以称得上是“招牌”。通俗点讲,这意味着使用ARM芯片的手机,其电池能够持续更长时间,而使用ARM芯片植入大脑,也不会产生过多热量。
然而,大脑信号处理仅仅是有待解决的挑战之一,记录神经元活动首先需要巨大的计算能力。事实上,这是前奥巴马总统在2013年推出的大脑计划的重点之一,其目标是开发出能够有效与神经元实现对接的技术。