人腦獲得自家寬頻：電磁場實現腦部植入物的寬頻通訊
背景
近年來工程師們一直致力於開發能夠幫助人類與計算機更好地互動的高度專業裝置。這些技術包括腦機介面、電子藥物和可穿戴健康照護裝置，可能推動現有醫療實踐和人類使用者的能力取得更大發展。普渡大學的一個研究團隊最近提出了一種實現人類大腦與計算機之間通訊的新方法，該方法依賴於一個在大腦中逐步展開的兩階段過程，使大腦中植入的小型感測器能夠感應和傳輸訊息到一個可穿戴式類似耳機的裝置，而不會干擾人體的生理過程。通訊的基本原理
人體包括大腦在內，天然具備支援內部通訊的能力，這種通訊是基於微小電訊號的產生，其高速特性形成了貫穿全身的“寬頻”通道。所謂的腦-計算機介面旨在實現這些腦訊號與計算機之間的高頻寬互動。 普渡大學的研究人員所研發的技術是基於低功耗和高頻寬資料通訊在大腦周圍的各種無線植入裝置之間。這些分散式植入物可以記錄和刺激大腦的不同區域，包括皮層（即大腦的外層）和深腦。 這項技術的開發將與深腦無線能量傳輸的進一步進展相結合，從而可以對帕金森病、圖雷特綜合症、癲癇、抑鬱症、焦慮症和強迫症等疾病的本質有更深入的理解。新方法的原理
普渡大學的研究人員提出的方法基於所謂的電則靜場訊號傳輸，可以在大腦中實現低功耗但高頻寬的資料通訊。該方法的實現依賴於將生物組織作為訊號傳輸的媒介，他們在測試中已經廣泛探索了這種方法，不論是在可穿戴裝置還是在植入裝置上，都表明組織在電磁場中提供了一個在電則靜頻率下可寬頻通訊的通道（可達到數十 MHz）。研究團隊所取得的突破
在此之前，研究團隊曾經利用一種稱為電則耦合的技術，該技術基於電偶耦合的理論。雖然這種方法在某種程度上有效，但他們發現如果訊號沒有直流平衡，則使得石墨電極之間的低阻抗通道導致過多的能量消耗。 新的方法，稱為雙相靜電腦應用通訊（BP-QBC），可以降低許多訂單的功耗（在 1MHz 時可降低約 41 倍），從而實現超低功耗但寬頻的通訊通道。潛在應用和展望
研究人員強調他們當前僅概述了所提出系統的基本功能和組成部分。進一步的理論研究和體內測量可能有助於取證其潛力，同時評估其與現有腦部植入物的相容性。未來，這項研究團隊提出的新方法可以在臨床環境中進行測試和應用。如果該方法被證實是安全、可靠和有效的，它將大大推進醫學研究，例如改善對於各種神經和行為障礙的理解。發展方向
研究人員當前正在開發新版本的植入系統，該系統還支援多通道感應。此外他們還在努力開發新的基於系統級方法，以減少神經植入物的能量消耗，使其能夠在消耗相同能量的情況下傳輸更多的資料。 同時研究人員還在探索關於如何提高植入物的功率傳輸效率和減少泄漏的方法。與此同時他們還在研究在中樞和周圍神經系統中實現無縫存取的各種可行應用。這些努力將有助於大腦與計算機之間實現更有效的通訊，促使未來的腦機介面裝置的發展。 本文所提供的資訊僅為參考之用，並不構成任何投資或醫療建議。如有需要，請尋求專業意見。BrainImplants-人腦,自家寬頻,電磁場,腦部植入物,實現寬頻通訊
