Нейроимпланты

hcube

Спросил у нужных людей, те подвердили мое предположение: небольшой объект порядка полусотни микрометров вставленный в мозг двигаться относительно соседствующих нейронов не должен.

Вообще меня идея edust заинтриговала. Попробую прикинуть нужную форму, расположение электродов, потребную частоту и амплитуду стимуляции - танцевать нужно от этого. Также нужно поподробнее почитать о РФ дивайсах. Жаль питание много чего портит, постоянно таскать индукционную катушку людям не понравится а при вживлении в тело связки катушка-батарейка её придется излишне чачто менять. Хотя, можно сделать ту батарейку также индуктивно заряжаемой... И биоинкапсуляция электродов наверняка подгадит...

В общем нужно собраться и посчитать все это когда время будет, ну и посмотреть патенты тоже не помешало бы

Хо. Внешняя катушка - это не просто катушка. Это обьемная ФАР, которая обеспечивает еще и пространственное разделение каналов приема-передачи - как минимум тысяча областей по всему мозгу. И она же - источник энергии. Т.е. мы посылаем СИЛЬНЫЙ запрос - достаточный чтобы не только его приняла антенна RF чипа, но и чтобы с него можно было запитать логику вычленения адреса и посылки в чипе, зарядить конденсатор, и сгенерировать напряжение возбуждения (и-или выдать обратно через ту же антенну значение напряжения возбуждения на аксоне). Ессно эта вся система должны быть динамически подстраиваемой под изменение конфигурации чипов e-dust (кто-то уплыл, кто-то переместился на другой аксон, кого-то фагоциты загрызли...), а чипы - 'липкими' к аксону и 'отталкивающимися' друг от друга. А ввод в мозг - тоненькой иглой сразу десяток тысяч чипов, сотня дырок, на 5-10 уровней каждое впрыскивание. Т.е. 10 миллионов 'пылинок'.

Но в принципе, когда конфигурация эффекторов уже снята, можно обойтись и значительно более грубым приемопередатчиком который опрашивает только нужные чипы (а они все разнесены по частотам - 'глазные' центры обработаны чипами с другой частотой чем 'ушные' или кора мозга) с той же полосовой мощностью. У него будет куда меньше полоса пропускания, но зато это уже не шлем, а скажем серьга или очки.

И RF чип должен быть много, МНОГО меньше 50 мкм. Он же обьемный! 10 - уже много, а лучше - 5. Скажем, пластинка 5х5х2 мкм - вот нужный размер. В биооболочке порядка 1 мкм толщиной. В общем - вирус. Только не встраивающийся в клетку, а просто к ней присасывающийся.

hcube> И RF чип должен быть много, МНОГО меньше 50 мкм. Он же обьемный! 10 - уже много, а лучше - 5. Скажем, пластинка 5х5х2 мкм - вот нужный размер. В биооболочке порядка 1 мкм толщиной. В общем - вирус. Только не встраивающийся в клетку, а просто к ней присасывающийся.

Масштаб перепутал Типичный размер эритроцита, например, 7-7,7мкм в диаметре, 2-2,2 мкм толщина. так, что вполне себе КЛЕТКА. нейроны ессественно малость покрупнее будут

Ник

hcube> Хо. Внешняя катушка - это не просто катушка. Это обьемная ФАР, которая обеспечивает еще и пространственное разделение каналов приема-передачи - как минимум тысяча областей по всему мозгу. И она же - источник энергии. Т.е. мы посылаем СИЛЬНЫЙ запрос - достаточный чтобы не только его приняла антенна RF чипа, но и чтобы с него можно было запитать логику вычленения адреса и посылки в чипе, зарядить конденсатор, и сгенерировать напряжение возбуждения (и-или выдать обратно через ту же антенну значение напряжения возбуждения на аксоне).

Думаю катушку придется вживлять с батарейкой, потому энергией разрасыватся нельзя. Даже если сделать внутриплечную батарею индуктивно перезаряжаемой, энергию все равно надо беречь. Диаметр основной катушки в таком случае максимум ~.1м, толщина в районе полусантиметра; диаметр малых катушек приемников ~25-50мкм; толщина от 10 до 50 мкм. Расстояние ~.1-.3м. Хотя кто сказал что основную катушку надо вживлять вместе с батарейкой? Можно под скальп и провести провода. Так уменьшим расстояние и повысим диаметр.

Ещё бы потребный EMF посчитать... Вы случаем не знаете сколько энергии жрет миниатюрный приемник годный в пылинку а) При приеме и б) При передаче пакетов где-то с пару сотен бит каждый, с частотой пусть 5 КГерц и мощностью...хм достаточной для улавливания вживленным в плечо (в крайнем случае-в челюсть) приемником, тоже не сильно прожорливым?

Также, вы случайно не в курсе сколько циклов зарядок/разрядок может вынести "средний" конденсатор до достижения определенной вероятности поломки (скажем 95%)? Или где про это можно почитать?

hcube> Ессно эта вся система должны быть динамически подстраиваемой под изменение конфигурации чипов e-dust (кто-то уплыл, кто-то переместился на другой аксон, кого-то фагоциты загрызли...),

Конфигурация сильно менятся не должна; если пылинки часто будут дохнуть пациент задолбается себя переучивать. По той же причине перемещений быть не должно. А фагоциты, точнее имунная система в целом-это проблема. Малые электроды обычно зарастают фиброзной капсулой в течении где-то месяца. Предположим что это решили неким хитрым биогелем (работы в принципе уже ведутся)

hcube> И RF чип должен быть много, МНОГО меньше 50 мкм. Он же обьемный! 10 - уже много, а лучше - 5. Скажем, пластинка 5х5х2 мкм - вот нужный размер. В биооболочке порядка 1 мкм толщиной. В общем - вирус. Только не встраивающийся в клетку, а просто к ней присасывающийся.

Ник правильно сказал. Нейрон-диаметр ~10мкм; аксон емнип ~.3мкм. И потом самонаведение-это такой офигенный хайтек для таких малышек (и вообще непонятно как сделать). У меня в уме была доставка длинной тонкой иглой в заранее раздведанные зоны (отрицательное давление держит пылинку на острие; при достижении нужной области мозга дается положительное давление и телемаркет).

ЗЫ Посчитал что мог, что не мог-спросил у людей. Не получается каменный цветок на нынешней элементной базе А жаль, красивая идея была

не расстраивайтесь! Это хорошее начало, чтоб двигаться.)))

2 russo

а куда обращаться, если ребенку нужен имплантант в ухо?
И второй вопрос- поподробнее описание если можно, конечно?

Скажем так - даже если не получится сделать то что хочется, все равно то что можно много, МНОГО лучше чем экспериментировать с электродами.

Конденсатор держит циклов... много. Характерный порядок - больше 10^12. Оперативка работает с обновлением раз в микросекунду, и что-то я дохлой оперативки не видел, а в каждом модуле миллионы ячеек. Т.е. можно практически считать ресурс конденсатора неограниченным.

Движение по моему вообще на надо делать. Надо чтобы каждая е-дастина притягивалась к аксону и отталкивалась от других е-дастин. А там лишние (т.е. сидящие на одном аксоне) просто заблокируем, и все. Или как вариант поставим в резерв. Присасывание однозначно надо с вирей копировать.

Далее, по поводу мощности. Пойдем по аналогии Мощность фе-фе - 50 мВт, при этом перекрываемая зона приема - порядка квадрата 300х300 м. Нам нужно перекрытие кусочка в 1 дм3, то есть порядка 20х20 см. И то много . Получается, 2 миллиона. Т.е. передатчик может быть слабее в 2 миллиона раз, чем 50 мВт. Т.е. 25 нановатт. Правда их много - миллион передатчиков скушают уже 25 милливатт, а облучать их надо чем-то еще более мощным - порядка полуватта. Что сравнимо с мощностью сотового передатчика. При этом КАЖДЫЙ чип будет иметь полосу пропускания порядка мегабита. Чего на самом деле не нужно - за счет этого тоже можно понизить излучаемую мощность.

Собственно, мощность передатчика есть производная от пространственной избирательности приемной антенны - я поэтому и думаю, что обойтись просто основной катушкой не получится, надо именно ФАР делать в виде шлема. Я думаю, что работать оно должно так - в каждом чипе есть немножко памяти. На 10-20 циклов альфа-ритма по 5-6 отсчетов на цикл. Когда происходит опрос конкретного чипа, он в ответ скидывает накопленную информацию в одном коротком пакете. Если опрос идет не на него - то он просто ждет пока не придет 'его' код, а энергию из приемной катушки - накапливает в конденсаторе.

Кстати, интересная мысль... если сделать контуры с хорошей добротностью - то можно сделать такую же по идеологии штуку на микроконтроллерах для определения обьемного состояния сыпучих материалов - зерна например. Температуры, там, влажности...

кщееш> 2 russo
кщееш> а куда обращаться, если ребенку нужен имплантант в ухо?
кщееш> И второй вопрос- поподробнее описание если можно, конечно?

По идее в США семейный доктор говорит куда надо обращатся если проблема есть. Как оно в России-не уверен (но тоже наверное что-то подобное). Можно попробовать поисковики, скажем гугль на ключевое слово Cochlear implant дает ссылку на американский институт глухоты где есть разная контактная информация http://www.nidcd.nih.gov/health/hearing/coch.htm

Также можно поискать Cochlear Americas - самая большая компания призводащая даные импланты.

Насколько более подробная информация нужна? Можно посмотреть в вике: Cochlear implant - Wikipedia, the free encyclopedia , если не хватит - то искать в пабмеде (там уже научные статьи): http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=pubmed

Больше не знаю, уж извините


hcube-отвечу попозже

hcube> Скажем так - даже если не получится сделать то что хочется, все равно то что можно много, МНОГО лучше чем экспериментировать с электродами.

Как сказать. Пылинка малого размера не вытанцовывается, а большого размера она уже не столь привлекательна если принять во внимание недостаток от которого не уйти-необходимость беспроводного снабжения энергии.

hcube> Движение по моему вообще на надо делать. Надо чтобы каждая е-дастина притягивалась к аксону и отталкивалась от других е-дастин.

Притягивалась к аксону-как это? Механизм мне в пылинке представить трудно. Не, доставка на место-только хирургически. Самим им двигатся категорически нельзя, это постоянное раздражение тканей, и как следствие-увеличение фиброзной капуслы (которая неплохой изолятор как электрический так и пространственный).

hcube> А там лишние (т.е. сидящие на одном аксоне) просто заблокируем, и все.

Лишнего в хирургии ничего быть не может, особенно в нейрохирургии. Зачем повреждать ткани мозга без нужды, а без повреждениявставить пылинку не получится. Самодоставка по кровеносным сосудам невозможна как в силу сложности (офигенной, это уже нанороботы какие-то), так и в силу барьеров между кровью и клетками мозга.

hcube> Далее, по поводу мощности. Пойдем по аналогии Мощность фе-фе - 50 мВт, при этом перекрываемая зона приема - порядка квадрата 300х300 м. Получается, 2 миллиона. Т.е. передатчик может быть слабее в 2 миллиона раз, чем 50 мВт. Т.е. 25 нановатт. Правда их много - миллион передатчиков скушают уже 25 милливатт, а облучать их надо чем-то еще более мощным - порядка полуватта. Что сравнимо с мощностью сотового передатчика.
hcube> Когда происходит опрос конкретного чипа, он в ответ скидывает накопленную информацию в одном коротком пакете.

Разве возможность приема и передачи сигнала меняется с размером линейно? Кстати, пылинки должны только принимать и воздействовать, только передавать, или и то и другое (и можно без хлеба)? Передача на 25 нВ имхо утонет в шуме.

hcube> Если опрос идет не на него - то он просто ждет пока не придет 'его' код, а энергию из приемной катушки - накапливает в конденсаторе.

Тут тоже прикол: из-за особенностей электродно-нейронного интерфеса стимуляция должна быть бифазовой, время между двумя импульсами разной полярности-сто микросекунд. Между серией из двух импульсов-1 миллисекунда (причем данная частота стимуляции в килогерц может быть востребована непрерывно в течении какого-то периода времени). А это все кондеры, контроль, и размеры, размеры.


И есть ещё куча тонкостей, причем многих я скорее всего просто пока и не знаю, все же всякие специфические предметы у меня только-только начались.

К примеру имеются очень жесткие ограничения на концентрацию заряда на квадратный сантиметр электрода, ибо коррозия электрода и повреждение тканей никому не нужно. У одного из наилучших материалов-платины-это значение 360 uC/cm² (у платины-иридия и платины-палладиума несколько лучше, но ненамного). Причем это значение максимально, в реальности нужно использовать в несколько раз меньше во избежание неприятностей. То есть придется делать всю поверхность пылинки сплошным электродом, а это-сильное усложнение в внутренней структуре и производстве, прибавка к помехам при приеме/передаче и прочие радости. И это только одно препятствие (хоть и большое)

Так что-может пылинку с 20-30 мкм диаметром и создадут, но не скоро

Mar 28 2006, 22:12
Оживлённый чип отдаёт приказы нервным клеткам
Биологи из Германии, Италии и Швейцарии, совместно со знаменитым изготовителем чипов — компанией Infineon Technologies построили микросхему, способную, потенциально, взаимодействовать сразу более чем с 16 тысячами нейронов, что намного больше, чем во всех прежних сходных экспериментах.
Ранее либо чипы работали с очень ограниченным числом нейронов, либо – с большим числом, но не с каждым по отдельности, а с их группами.
В рамках проекта NACHIP (смотрите также страницу проекта университета Падуи) исследователи планомерно идут к удивительной цели – взаимодействию компьютера с набором живых клеток (индивидуально), с возможностью не только получать от них информацию, но и влиять на работу генов в этих клетках.
Основные авторы NACHIP: Петер Фромхерц (Peter Fromherz) из отдела мембран и нейрофизики института биохимии Макса Планка (Department of Membrane and Neurophysics), Стефано Вассанелли (Stefano Vassanelli) из отдела физиологии и анатомии человека университета Падуи (Dipartimento di Anatomia e Fisiologia Umana) и Николас Грифф (Nikolaus G. Greeff) из института физиологии университета Цюриха (University of Zurich, Institute of Physiology).
Самое примечательное в проекте NACHIP то, что отличает его от предшествующих работ – "двусторонний подход" для решения проблемы тесного и эффективного взаимодействия живых нейронов и электроники.
Должна ли электроника стать более "живой", чтобы работать с нейронами, или нейроны нужно менять, чтобы научить их хорошо взаимодействовать с чипами?
А зачем выбирать? Нужно сделать и то, и другое. Так авторы проекта и поступили. С одной стороны, они использовали методы генной инженерии, чтобы подкорректировать строение нейронов, сделав их более "общительными", а с другой – применили новейшие методы микроэлектроники, чтобы максимально адаптировать чип к нейронам.
Специальный чип с поперечником всего в 1 миллиметр содержит 16 тысяч 384 транзистора и сотни конденсаторов. Когда на него высаживаются нервные клетки, транзисторы получают от них сигналы, а конденсаторы, под управлением транзисторов, посылают сигналы от электроники – нейронам.
С точки зрения физики, взаимодействие нейронов и схемы происходит благодаря перемещению ионов натрия через клеточную мембрану, что меняет локальный её заряд, на который реагирует транзистор. В свою очередь, управляемый электроникой заряд на конденсаторе влияет на ионный ток через мембрану, заставляя нейрон реагировать на "запрос" извне.
Использовав генную инженерию, исследователи (а работали они сначала с нейронами улитки, как с более крупными и простыми, а потом – с нейронами крыс, как с более сложными и меньшими по размеру) модифицировали нейроны животных, увеличив в их оболочках число ионных каналов и повысив их активность.
Сам чип также получил новшества: его покрыли белками, которые в мозге связывают нейроны вместе (своего рода клей) и также активируют ионные каналы в нейронах. В чипе были применены транзисторы с уменьшенным шумом, участки для возбуждения нейронов и соседние с ними транзисторы были сближены до нескольких микронов, чтобы можно было посылать импульс и получать отклик от одного единственного нейрона.
Тесное взаимодействие нервных клеток и схемы позволяет исследователям рассчитывать на следующий шаг: "Должно быть, можно заставить сигналы чипа влиять на нейрон так, чтобы в нём включался новый ген, — говорит Вассанелли. — Чип создан. И мы планируем использовать его, чтобы попробовать включать и отключать гены ".
Как это будет происходить? Химический состав, который непосредственно выключал бы ген, должен быть добавлен в лабораторную чашку, содержащую гибрид нейронов с чипом. Электроника же будет, по замыслу биологов, определять какая из живых клеток, подсоединённых к чипу, отреагирует на раствор, а какая – нет, за счёт влияния на работу клеточных мембран.
Итальянский участник проекта говорит, что такие опыты, с одной стороны, дадут возможность лучше понять работу нейронов, а с другой, позволят создавать новые устройства, скажем, чипы с памятью на основе живых клеток.
Также возможно будет создание чипов-протезов, помогающих в работе организма при заболеваниях нервной системы, или просто – чипов, контролирующих состояние здоровья человека.
Ведь после опытов с нейронами животных экспериментаторы намерены прийти и к опытам с человеческими нейронами. Да и задача совмещения миниатюрной электроники с нервными клетками в организме (а не на лабораторном столе) – уже в том или ином виде решена.

Ник

Спасибо, весьма интересно. Скорее всего с помощью таких вещей и создадут первые искуственные интеллекты. Также поискал Фромхерца в пабмеде-в открытом доступе есть пара неплохих публикаций об изучении нейронов при помощи миниатюрных транзисторов, если кому интересно.

Ну и заодно красивая картинка утянутая с сайта института Планка: нейрон крысы на решетке транзисторов. Под обычным микроскопом нейроны-это кружочки, а тут красотища такая Если не ошибаюсь SEM.

ЗЫ Одной из первых ссылок на поиск по "NACHIP" гугл выдает North American Curly Horse Inspection Program

То лит еще будет
Нейрофизиологи из института Макса Планка радикально улучшили раскознавание компьютером "мыслительных процессов" в голове. Пока такой сканер стоит очень дорого, да и ввсе это на уровне лабораторных испытаний, но все когда-то начиналось с лабораторий и первая "мышка" стоила тыщу долларов


Ник

russo
нам на днях опять список тв-каналов сменили - теперь есть дискавери -сайенс. Первым, что увидел - было описание опытов, описанных тобой на первых страницах =)) Аж цельный фильмец сварганили =)) и дистанционно управляемую крысу, и про зрение, и подключение к инету, и проч мелочи напихали ))

Я ж говорю - механизм подтяжки к аксону скопировать с вирусов. Т.е. биохимический. Вот с размером - да, придется повозиться. Думаю, компоновочно оно выглядит так - чип, в обьеме чипа схема, по верхней плоскости антенна. Под чипом - плоский конденсатор на пределе возможностей технологии, скажем что-то типа двух металлических пленок с ДНК-диэлектриком. В перспективе можно будет встроить ТЭ на основе реакции окисления аналогичной 'питанию' клеток, тогда приемная силовая антенна будет вообще не нужна. А на торцы выведен набор эффекторов. И все это упаковано в биооболочку. Штука, не спорю, получается тонкая в изготовлении. Но зато хорошо поддается серийному производству.

Никаких операций по помещению чипа на конкреный аксон! В ОБЛАСТЬ мозга впрыскивается биораствор с несколькими тысячами чипов - а там уже кто куда сядет. Хотя конечно если бы они могли двигаться, хотя бы медленно... но это уже наномашины получаются, если электросхему в нужном обьеме еще можно сделать, то наномашину... хотя, если сделать скажем набор контактов по переферии чипа, то модулируя напряжение на них, можно создавать ток жидкости вдоль чипа и чип двигать. Может быть.

Инверсия напряжения как раз не проблема - просто коммутировать питающее напряжение, может быть через конденсаторный транспорт - в прямой и обратной полярности.


> Передача на 25 нВ имхо утонет в шуме.

Утонула БЫ. Но у нас приемная антенна ловит буквально каждый из этих нановатт фазированной решеткой, так что эффективная площадь через которую проходит излучение, измеряется квадратными сантиметрами. Пример - спутниковый телефон турайя при рабочей мощности в несколько ватт 'дотягивается' до геостационара - и это при ненаправленной передаче. Почему? Потому что орбитальный комплекс имеет ФАР с высоким селектированием, сводящую зону приема для конкретного телефона к единицам квадратных километров.

протез внутреннего уха :
Ошибка » HiTech Zone

Bredonosec> russo
Bredonosec> нам на днях опять список тв-каналов сменили - теперь есть дискавери -сайенс. Первым, что увидел - было описание опытов, описанных тобой на первых страницах =)) Аж цельный фильмец сварганили =)) и дистанционно управляемую крысу, и про зрение, и подключение к инету, и проч мелочи напихали ))

Движение в массы-это хорошо Может люди перестанут так бояться


hcube> Я ж говорю - механизм подтяжки к аксону скопировать с вирусов. Т.е. биохимический.

Если бы "копировать" природные дела было бы так легко и просто, летали бы все исключительно в махолетах на биохимической тяге. Не все так просто И потом я даже и не знаю вирус который притягивался бы непосредственно к аксонам, они есть такие?

Вообще же вопрос биосовместимости-один из самых значительных и сложных в любых имплантах (хотя акценты меняются в зависимости от среды, например тромбогенности поверхности в сегодняшних нейроимплантах не уделяется практически никакого внимания). Тело очень сильно не любит посторонние объекты, и всегда пытается их либо уничтожить, либо вывести, либо хотя бы надежно изолировать.

hcube> Думаю, компоновочно оно выглядит так - чип, в обьеме чипа схема, по верхней плоскости антенна. Под чипом - плоский конденсатор на пределе возможностей технологии, скажем что-то типа двух металлических пленок с ДНК-диэлектриком.

Также микросхема, приемная/передающая антенна, катушка индуктора и прочие радости. Естественно все обязано работать годами (скажем пять лет минимум, в идеале-всю жизнь пациента). Если кондер один, он должен уметь накапливать ~1-10uC за сто микросекунд (и соответственно все остальное должно это накапливание обеспечивать), для бифазового импульса. Ну как, укладываемся в d=50um? Ибо больший размер-это уже не так радостно.

hcube> В перспективе можно будет встроить ТЭ на основе реакции окисления аналогичной 'питанию' клеток, тогда приемная силовая антенна будет вообще не нужна.

В перспективе можно наделать активных биороботов которые просто будут править ДНК, и человек сможет жить вечно Имхо на практике до таких ТЭ ещё чапать и чапать

hcube> А на торцы выведен набор эффекторов.

Электродов? Нужна большая площадь поверхности, если они будут с торцов дивайс получится слишком длинным. Имхо электрод должен быть внешней оболочкой всего дивайса, что родит свои специфические проблемы

hcube> И все это упаковано в биооболочку.

В смысле, биосовместимую? Это само собой. Или активную - гидрогель какой-нибудь? А с какой целью?

hcube> Никаких операций по помещению чипа на конкреный аксон! В ОБЛАСТЬ мозга впрыскивается биораствор с несколькими тысячами чипов - а там уже кто куда сядет.

Может получится бяка с распределением - тут густо, там пусто (впрочем рассеивание можно обеспечить). Также будет трудно создать карту пылинок в 3Д пространстве, для грамотной стимуляции. Хотя можно поочередно подавать ток и записывать остальными наверное, наверняка местоположение определить не удастся из-за нейронов которые создадут ложные сигналы.

Вот и ещё одна большая проблема-определение местоположения (снаружи с нужной точностью не получится, тем более что нам нужно не просто координаты, а градиент сопротивления, местоположение клеток и все такое)

hcube> Хотя конечно если бы они могли двигаться, хотя бы медленно... но это уже наномашины получаются, если электросхему в нужном обьеме еще можно сделать, то наномашину...

Движение чипа в толще мозга = стопроцентное раздражение тканей, и все вытекающие из этого проблемы; это нежелательно. Также, откуда им известно куда именно двигатся? Движение в случайном направлении нежелательно вдвойне. Извне направить нельзя - диагностика не позволяет, разрешение даже МРТ - это миллиметр или чуть меньше. Теоретически можно предположить что они смогут отслеживать изменающийся сигнал клеток, и двигатся в нужном направлении, но это крайне трудно реализовать.

hcube> хотя, если сделать скажем набор контактов по переферии чипа, то модулируя напряжение на них, можно создавать ток жидкости вдоль чипа и чип двигать.

Хм, а напряжение двигающие чип аксоны по соседству не убьет? Ионный медиум все же, и свободных радикалов клетки ох как не любят (в чем кстати и есть одна из проблем высоких плотностей заряда на электродах).

hcube> Инверсия напряжения как раз не проблема - просто коммутировать питающее напряжение, может быть через конденсаторный транспорт - в прямой и обратной полярности.

Дык кондер зарядится для импульса все же должен У нас же наверное не настолько крутой источник питания чтобы нужный ток подавать в риал тайм

hcube> Утонула БЫ. Но у нас приемная антенна ловит буквально каждый из этих нановатт фазированной решеткой, так что эффективная площадь через которую проходит излучение, измеряется квадратными сантиметрами.

Раз говорите что сможет-поверю на слово, тут я не вполне копенгаген. Однако сколько будет стоить такая приемная антенна (важно, ибо импланты и без того уже охрененно дорого)? Сколько она займет места? Сколько она будет жрать энергии? У нас же не Ф-22, дивайс в идеале должен сидеть внутри тела, быть относительно невидимым окружающими и работать без подзарядки годами.


ЗЫ Кстати одна из самых интересных вещеё о пылинках-возможность создавать точные градиенты поля, и возбуждать клетки с офигенной селективностью. Скажем несколько пылинок блокируют близлежащие аксоны высокочастотными импульсами (150-200Гц), и потом через них "дотягиваются" до клетки в отдалении. Я в одном из классов сейчас пишу пробное заявление на грант для подобного дивайса, стационарного естественно (т.е. с электродной решеткой и проводами). С пылинками это все стало бы гораздо гибче.

Мечты, мечты

russo> Движение чипа в толще мозга = стопроцентное раздражение тканей, и все вытекающие из этого проблемы; это нежелательно. Также, откуда им известно куда именно двигатся? Движение в случайном направлении нежелательно вдвойне. Извне направить нельзя - диагностика не позволяет, разрешение даже МРТ - это миллиметр или чуть меньше. Теоретически можно предположить что они смогут отслеживать изменающийся сигнал клеток, и двигатся в нужном направлении, но это крайне трудно реализовать.

лимфоциты могут двигатся направленно
сквозь ткани (хемотаксис и др.)

valture> лимфоциты могут двигатся направленно
valture> сквозь ткани (хемотаксис и др.)

Да, но как это воспроизвести в искуственном объекте (который организм считает чужеродным) да ещё и направить этот объект куда надо? При том что с размерностью итак швах

>> Думаю, компоновочно оно выглядит так - чип, в обьеме чипа схема, по верхней плоскости антенна. Под чипом - плоский конденсатор на пределе возможностей технологии, скажем что-то типа двух металлических пленок с ДНК-диэлектриком.

> Также микросхема, приемная/передающая антенна, катушка индуктора и прочие радости.

Не-не! Сам кремний и есть все. И антенна, и конденсатор, и электронная схема. Ну, то есть конденсатор одной стороной - кремний, а другой - металлический листик с подложкой с высокой диэлектрической проницаемостью. Электроды тоже представляют из себя пластинки, подключенные к тому же самому чипу.

Можно прикинуть конденсатор, кстати. Допустим, КПД радиотракта у нас порядка 10%. Размер чипа - 10х10 мкм. Допустим, диэлекрик - титанат бария, диэлектрическая проницаемость 8000, напряжение пробоя 12 кВ на см. т.е. 1.2Мв на метр. При толщине диэлектрического слоя в 1 микрон, максимальное напряжение составит 1.2В. Чего вполне достаточно для работы современной электронной схемы. Далее, емкость. Емкость плоского конденсатора равна s*e*e0/d = 10^-10*9*10^-12*8*10³/10^-6 = 7.2*10^-12, т.е. 7.2 нФ. Энергия в этом конденсаторе будет равна примерно 5*10^-12 Дж. Т.е. нам остается скажем 1*10^-12 Дж. Т.е. за счет этой энергии мы можем генерировать наши 25 нановатт в течении аж 1/25 секунды, дальше батарейка сядет . На скорости в 10 мбит мы успеем передать порядка 40 килобайт информации.

Далее, антенна. Антенна сложная. В первую очередь чтобы не повреждать мозг лишним ненаправленным излучением. Представляет собой ФАР, шаг решетки 5 мм, длина волны 1 см - надо подобрать такую чтобы как можно меньше с тканями взаимодествовала. Задача ФАР - обеспечить перемещение фокуса антенны внутри черепа с точностью и размером области фокусировки в 1 см. Это позволяет снизить мощность как передающего, так и приемного устройств.

В принципе, можно обойтись и ненаправленной передачей, но тогда обьем снимаемой информации при той же мощности будет падать пропорционально росту площади обьема фокусировки.

Размер РФ чипа в 50х50 мкм уже достигнут. Толщина - 5 мкм. Внутри - вполне себе логика, как раз то что нам надо. Питается от приходящего радиоизлучения

Можно сказать, что исследователи института зрения при университете Южной Калифорнии (США) (Doheny Eye Institute at the University of Southern California) после испытаний протезов сетчатки очень близко подобрались к проведению подобных операций на постоянной основе. При этом, исследования и улучшения самого имплантата не снижают темпов и на горизонте более серьезный по разрешению имплант.

Сделано все следующим образом: искусственная сетчкатка помещается в непосредственном контакте с нервными окончаниями, которые отвечают за передачу импульсов к мозгу. Сама "сетчатка" является (насколько я понял) - энергонезависимой и принимает предобработанные сигналы с небольшого микроконтроллера, который располагается на специальных очках, на которых закреплена и в/камера, которая принимает изображение.

Большое внимание, разумеется, уделено скорости обработки и разрешении изображения, подающегося в мозг. Всю статью можно почитать здесь (англ.)
Стоимость операции по имплантировнию искусственного зрения обозначается в районе $30000. Сама операция занимает около 1,5часов. Вроде как доступна будет (на обычной основе) с 2009 года.

Ник

эдак года три и мы плавно перейдем опять к "человеку цифровому"0))))0 будем, блин ходить и искрить малыми разрядами..))))

Не, Кыш, прикол в другом. Если сосканировать состояние мозга и поместить его в адекватную вычислительную среду - то оно 'и там пойдет'. А вычислительная среда - это штука поддающаяся и бэкапу и копированию. Т.е. с ней можно жить вечно в любом количестве копий.

И сразу вспоминается "Eraser" со шварцом =))
Типа, неубиваемый босс =))