La notizia in sintesi
- BISC è un impianto cerebrale wireless sviluppato da quattro istituzioni statunitensi.
- Il chip punta a collegare cervello e computer con elevata velocità di trasmissione.
- La tecnologia è studiata per epilessia resistente, paralisi, ictus e deficit sensoriali.
- I primi studi intraoperatori su pazienti sono già in corso.
Riassunto generato con AI
BISC, il chip che avvicina cervello e computer
BISC, acronimo di Biological Interface System to Cortex, è una nuova interfaccia cervello-computer sviluppata da Columbia University, NewYork-Presbyterian Hospital, Stanford University e University of Pennsylvania. Il sistema, descritto in uno studio pubblicato l’8 dicembre su Nature Electronics, utilizza un singolo chip di silicio per creare una comunicazione wireless ad alta capacità tra la superficie cerebrale e computer esterni.
L’obiettivo è rendere le BCI meno invasive e più efficaci nella raccolta e nella stimolazione dei segnali neuronali, con potenziali applicazioni per epilessia, lesioni del midollo spinale, SLA, ictus, paralisi e cecità. Il dispositivo viene collocato nello spazio tra cervello e cranio, senza elettrodi che penetrino nel tessuto cerebrale.
La rilevanza clinica del progetto risiede nell’unione fra miniaturizzazione, trasmissione dati e algoritmi di intelligenza artificiale: una combinazione che potrebbe migliorare sia il controllo delle crisi sia il recupero di funzioni motorie, linguistiche e visive.
Architettura del dispositivo e risultati dello studio
Secondo Ken Shepard, professore alla Columbia University e responsabile del lavoro ingegneristico, gli impianti tradizionali richiedono involucri elettronici relativamente voluminosi all’interno del corpo. “Il nostro impianto è un singolo circuito integrato così sottile da poter scivolare nello spazio tra il cervello e il cranio”, ha spiegato.
Il chip BISC è spesso 50 micrometri, occupa meno di un millesimo del volume di un impianto standard e può adattarsi alla curvatura della superficie cerebrale. Include 65.536 elettrodi, 1.024 canali di registrazione e 16.384 canali di stimolazione, integrando alimentazione wireless, trasmissione radio, conversione dei dati e circuiti di controllo.
La stazione esterna indossabile invia energia e dati attraverso un collegamento radio ultrawideband fino a 100 Mbps, una capacità indicata come almeno cento volte superiore a quella di altre BCI wireless disponibili. Operando come dispositivo WiFi 802.11, collega l’impianto a qualsiasi computer compatibile.
Andreas S. Tolias, del Byers Eye Institute di Stanford University e cofondatore dell’Enigma Project, ha contribuito a valutare la decodifica dell’attività neurale tramite sistemi di IA. “BISC trasforma la superficie corticale in un portale efficace, offrendo comunicazione ad alta larghezza di banda e minimamente invasiva con IA e dispositivi esterni”, ha dichiarato.
Per Dr. Brett Youngerman, neurochirurgo di NewYork-Presbyterian/Columbia University Irving Medical Center, l’elevata risoluzione e il flusso di dati potrebbero cambiare la gestione di condizioni che vanno dall’epilessia alla paralisi. Youngerman, Shepard e la neurologa epilettologa Dr. Catherine Schevon hanno ottenuto un finanziamento dei National Institutes of Health per valutare BISC nell’epilessia farmacoresistente.
Le procedure chirurgiche sono state sperimentate in un modello preclinico, con registrazioni stabili e di alta qualità; sono inoltre in corso studi intraoperatori di breve durata su pazienti. Il dispositivo può essere inserito con una piccola incisione nel cranio e fatto scorrere nello spazio subdurale.
Dalla ricerca alla possibile applicazione clinica
La piattaforma è stata sviluppata nel programma Neural Engineering System Design della DARPA, con il contributo di Bijan Pesaran, professore di neurochirurgia alla University of Pennsylvania. La produzione usa la tecnologia Bipolar-CMOS-DMOS da 0,13 micrometri di TSMC, adatta a integrare funzioni digitali, analogiche e di potenza.
Per avvicinare BISC all’impiego pratico, ricercatori di Columbia e Stanford hanno creato Kampto Neurotech, startup fondata dall’ingegnere Dr. Nanyu Zeng. L’azienda sta realizzando versioni del chip destinate alla ricerca e cercando finanziamenti per preparare il sistema all’uso nei pazienti.
Il passaggio decisivo resterà la validazione clinica: i risultati iniziali mostrano il potenziale tecnico, ma non costituiscono ancora una dimostrazione di efficacia terapeutica su larga scala.
FAQ
Che cos’è BISC?
Sì, BISC è un’interfaccia cervello-computer wireless basata su un singolo chip di silicio, progettata per registrare e stimolare l’attività della superficie corticale.
Quanto è piccolo l’impianto BISC?
Sì, il chip è spesso 50 micrometri, misura circa 3 mm³ e occupa meno di un millesimo del volume di un impianto standard.
Quali malattie potrebbe trattare BISC?
Sì, i ricercatori indicano possibili applicazioni per epilessia, paralisi, lesioni spinali, SLA, ictus, cecità e altri disturbi neurologici.
Quale velocità di trasmissione raggiunge BISC?
Sì, il collegamento radio ultrawideband della stazione esterna raggiunge 100 Mbps, una capacità dichiarata almeno cento volte superiore ad altre BCI wireless.
Su quali fonti si basa questa analisi?
Sì, il contenuto nasce da un’analisi approfondita e da una verifica incrociata della nostra Redazione su numerose fonti, tra cui ScienceDaily.
