Minimaal Invasieve BISC Neuro-interface Biedt Supersnelle Draadloze Hersen-Computer Communicatie

Een baanbrekende ontwikkeling in de neurotechnologie heeft geleid tot de creatie van het Biologisch Interface met de Cortex (BISC) systeem. Dit systeem vertegenwoordigt een significante sprong voorwaarts, aangezien het een draadloos communicatiekanaal biedt tussen het menselijk brein en externe computersystemen. Wat dit uniek maakt, is de combinatie van minimale invasiviteit en hoge prestaties. De fundamentele details van deze innovatie werden op 8 december 2025 gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature Electronics. Het betreft een gezamenlijke inspanning van onderzoekers verbonden aan de Columbia University (School of Engineering and Applied Science), NewYork-Presbyterian Hospital, Stanford University en de University of Pennsylvania.

De kern van de BISC-technologie wordt gevormd door een uiterst verfijnde siliciumchip. Deze chip is opmerkelijk dun, met een dikte van slechts 50 micrometer. Dit flexibele element is specifiek ontworpen om op het oppervlak van de hersenschors te rusten, ingeklemd tussen de schedel en het hersenweefsel, bijna als een soort ‘vochtig vloeipapier’. In tegenstelling tot oudere interfaces die grote, logge implanteerbare eenheden vereisten, integreert BISC alle noodzakelijke functies – het uitlezen van signalen, dataverwerking, draadloze transmissie en energiebeheer – binnen één enkele complementaire halfgeleider (CMOS) microchip. Professor Ken Shepard van Columbia University benadrukte dat deze aanpak de rekenkracht, die voorheen veel ruimte innam, nu in een implanteerbaar formaat heeft weten te persen, wat resulteert in kleinere, veiliger en krachtiger interfaces.

De technische specificaties van BISC laten een indrukwekkende capaciteit zien voor neurale interfaces. De chip is uitgerust met maar liefst 65.536 elektroden. Dit maakt gelijktijdige registratie van neurale activiteit via 1024 kanalen mogelijk, terwijl er 16.384 kanalen beschikbaar zijn voor stimulatie. Het systeem bereikt een indrukwekkende datatransmissiesnelheid van 100 Mbit/s via een draagbare, op batterijen werkende relaisstation. Volgens de ontwikkelaars overtreft dit de prestaties van bestaande draadloze BCI-systemen met meer dan honderd keer. Dit station zorgt voor een draadloze koppeling met een externe computer, waardoor het brein in feite aan het netwerk wordt gekoppeld. Professor Andreas Tolias van Stanford merkte op dat BISC het corticaal oppervlak transformeert in een efficiënte poort voor zowel het lezen als het schrijven van gegevens naar kunstmatige intelligentie.

Het therapeutische potentieel van BISC is enorm, aangezien de technologie het behandelarsenaal voor ernstige neurologische aandoeningen kan vergroten. De makers beweren dat het systeem in staat is om epileptische aanvallen te beheersen en motorische, spraak- en visuele functies te herstellen bij patiënten die lijden aan epilepsie, ruggenmergletsel, amyotrofische laterale sclerose (ALS), de gevolgen van een beroerte en blindheid. Om de klinische toepassing te versnellen, hebben de onderzoekers het bedrijf Kampto Neurotech opgericht. Dr. Nanyue Zeng, een van de hoofdingenieurs van het project en oprichter van Kampto Neurotech, beschreef BISC als een fundamenteel andere benadering voor het creëren van BCI-apparaten, waarvan de mogelijkheden de concurrerende ontwerpen met een veelvoud overtreffen.

De integratie van BISC met geavanceerde machine learning-methoden en diepe neurale netwerken maakt het mogelijk om complexe intenties en percepties van de hersenen te decoderen. Professor Brett Youngerman, de belangrijkste klinische partner van het project aan Columbia University, stelde dat de combinatie van ultra-hoge opnamekwaliteit, volledige draadloze werking en geavanceerde decoderingsalgoritmen de toekomst van naadloze interactie tussen brein en AI dichterbij brengt, wat zowel voor onderzoek als voor klinische zorg van grote waarde zal zijn. Aanvullend onderzoek in de motorische en visuele cortex heeft de effectiviteit van het systeem bevestigd. Bovendien opent de miniaturisatie de deur naar toekomstige implanteerbare technologieën die met behulp van licht of geluid met de hersenen kunnen communiceren, zoals gesuggereerd door professor Brett Pesaran van de University of Pennsylvania.