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Le système d’enregistrement neuronal sans fil est une tendance importante pour l’interface cerveau-ordinateur au cours de la prochaine décennie

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Une interface cerveau-ordinateur implantable (BCI) s’est avérée efficace dans le domaine de la restauration des fonctions sensorielles et motrices et dans le traitement des troubles neurologiques. En utilisant un système d’enregistrement BCI, nous pouvons transformer les méthodes actuelles d’interaction humaine avec les machines et l’environnement, notamment pour aider les personnes souffrant de troubles cognitifs et de mobilité à retrouver leur mobilité et à se réinsérer dans la société. Cependant, la plupart des travaux signalés se sont concentrés sur un aspect simple de l’ensemble du système, comme les électrodes, les circuits ou la transmission de données, et seul un très petit pourcentage de systèmes sont sans fil. « Un microsystème miniature, léger, sans fil et implantable est essentiel pour réaliser une surveillance à long terme, en temps réel et stable sur des animaux ou des humains en mouvement libre dans leurs conditions naturelles », a déclaré Bowen Ji.

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Ji, avec le directeur du laboratoire Honglong Chang (Unmanned System Institute, Northwestern Polytechnical University) et le collaborateur Jingquan Liu (Département de micro/nano électronique, Shanghai Jiao Tong University), ont passé en revue les derniers progrès des systèmes d’enregistrement neuronal épicorticaux et intracorticaux sans fil dans cinq sous-sections étroitement liées, y compris les électrodes d’enregistrement, les puces de traitement et les contrôleurs, la transmission de données sans fil, l’alimentation et l’emballage. Les défis auxquels sont confrontés ces systèmes ont également été résumés pour créer une voie directe vers de futurs systèmes d’enregistrement fiables et à long terme en fonction des lacunes techniques existantes.

« Le cerveau humain compte plus de 80 milliards de neurones, mais les systèmes actuels sont loin d’être suffisants pour en gérer un si grand nombre », explique Liu. Par conséquent, le développement de systèmes d’enregistrement neuronal implantables sans fil reste confronté aux défis suivants : haut débit, transmission sans fil, consommation et alimentation en énergie, accumulation de chaleur, minimisation et durée de vie.

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Dans l’ensemble, le système d’enregistrement neuronal implantable sans fil est un domaine de recherche émergent avec une forte exhaustivité et une intégration interdisciplinaire. Cela implique la fabrication de micro-nano, la microélectronique, la communication, l’énergie, la biomédecine, la science du cerveau et l’intelligence artificielle. Avec le développement des technologies ci-dessus, les systèmes BCI implantables sans fil deviendront plus miniaturisés, intégrés et intelligents pour des applications plus larges chez l’homme au cours de la prochaine décennie.

La recherche a été publiée dans Science Chine Sciences de l’information.


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