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一个集成的脑机接口平台拥有数千个通道



摘要
脑机接口(BMI)有望恢复感觉和运动功能以及治疗神经系统疾病,但临床BMIs尚未被广泛采用,部分原因是适度的通道数限制了它们的潜力。在白皮书中,我们描述了Neuralink迈向可扩展高宽带BMI系统的第一步。我们已经建立了小儿灵活的电极“螺纹”阵列,每个阵列有多达3,072个电极,分布在96个螺纹上。我们还建立了一个神经外科机器人,每分钟能插入六根线(192个电极)。每个线程可以以微米精度单独插入大脑,以避免表面脉管系统并且瞄准特定的大脑区域。电极阵列封装在一个小型可植入器件中,该器件包含用于低功耗板载放大和数字化的定制芯片:3,072个通道的封装占用面积小于(2318.52)mm3。单根USB-C电缆可从设备提供全带宽数据流,同时从所有通道进行录制。该系统在长期植入的电极中实现了高达85.5%的尖峰产率。Neuralink的BMI方法在临床相关包装中具有前所未有的包装密度和可扩展性。
1 简介
脑机接口(BMI)有可能帮助患有各种临床疾病的人。例如:研究人员已经证明人类神经假控制的计算机游标,机器人肢体和语音合成使用不超过256层的电极。虽然这些成功表明大脑和机器之间的高保真信息传递是可能的,但BMI的发展受到无法记录大量神经元的严重限制。非侵入性方法可通过记录头骨上数以百万计的神经元的平均分布数实现,但是这种信号是失真且非特异的。放置在皮层表面的有创电极可以记录有用的信号,但它们受到限制,因为它们平均记录着了数千个神经元的活动,并且不能记录大脑深处的信号。大多数BMI都使用侵入性技术,因为最精确的神经表征读数需要记录分布式功能相关集合中神经元的单个动作电位。

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