Hardware

Исследователи германской компании Infineon Technologies AG разработали микрочип, позволяющий считывать электрические сигналы с живых нервных клеток. Роланд Тьюз, генеральный директор Infineon, говорит, что технология позволяет сразу увидеть, как действует то или иное лекарство на клетки мозга.

Нейрочип размером с копеечную монету содержит 16384 датчиков (матрица 128 х 128), измеряющих электрические импульсы клеток, погруженных в электропроводящую питательную среду. Усилительные цепи позволяют каждому датчику обнаруживать микроскопические изменения потенциалов клеток (от 100 микровольт до 5 милливольт).

Нейрочип

Датчики получены посредством осаждения металла на стеклянной подложке. Расстояние между соседними электродами составляет всего 8 микрон. Типичный размер нейрона - 10-15 микрон, так что каждый нейрон касается по меньшей мере одного датчика. Вместо принятого сейчас последовательного измерения потенциалов каждого нейрона, нейрочип следит сразу за всеми. Датчики опрашиваются с частотой более 2000 раз в секунду, что даёт исследователям весьма репрезентативную выборку. Снятые данные передаются в компьютер и визуализируются в реальном времени, предоставляя исследователям цветное изображение.

Исследуемый образец нервной клетки

Сейчас в лабораторных исследованиях используются тонкие иглы-электроды, сокращающие жизнь клеток, что ограничивает длительность наблюдений и, уж конечно, несравнимо с точностью нейрочипа. Последний даёт возможность учёным наблюдать за поведением клеток в течение нескольких недель и создавать динамическую картину того, как нервная система и мозг обрабатывают и хранят информацию, и как происходит "обучение" нервной системы. Плотность датчиков нейрочипа позволяет добиться в триста раз большей точности, чем это возможно при существующих методиках.

Подробности технологии освещены в докладе, представленном 11 февраля на форуме разработчиков микросхем International Solid-State Circuits Conference.