استفاده از ممریستور برای تحلیل سیگنال‌ها در تجهیزات BCI

رابط‌های مغز  و کامپیوتر ابزارهای امیدوارکننده‌ای برای حوزه پزشکی توان‌بخشی و الکترونیک پزشکی هستند. بیشتر سیستم‌های تجزیه و تحلیل سیگنال عصبی مرسوم که در رابط‌های مغز و کامپیوتر استفاده می‌شود، حاوی مدارهای CMOS سیلیکونی هستند.

محققان دانشگاه سینگوا یک سامانه تجزیه و تحلیل سیلیگنال عصبی مبتنی بر ممریستور ایجاد کردند که از این سیستم برای فیلتر کردن و شناسایی سیگنال‌های عصبی مربوط به صرع می‌توان استفاده کرد. دقت این سامانه بیش از 93 درصد است.

مصرف برق این سیستم کمتر از یک چهارم درصد سیستم‌های تحلیل سیگنال عصبی معمولی است. این تحقیق امکان استفاده از ممریستورها برای تجزیه و تحلیل سیگنال‌های عصبی با کارایی بالا در رابط‌های نسل بعد مغز و کامپیوتر را فراهم می‌کند.

به قول وو هواکیانگ، ممریستورها نوع جدیدی از دستگاه‌های پردازش اطلاعات هستند. ساز و کار آنها مشابه سیناپس‌ها و نرون‌های مغز در انسان است. ممریستورها با مصرف کم انرژی، چشم‌اندازه آینده برای ذخیره‌سازی داده‌ها و محاسبات نرومورفیک هستند.

وی می‌افزاید: « این سیستم ماحصل همکاری محققانی از حوزه‌های الکترونیک و پزشکی بوده که ماحصل دو سال همکاری بین‌رشته‌ای میان آنها است.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.

دانشمندان از دهه ۷۰ میلادی در حال کار روی رابط مغز و کامپیوتر برای اهداف پزشکی هستند، اما از سال ۲۰۰۷ این فناوری وارد بخش مصرفی شد. با پیشرفت در فناوری BCI و ظهور گوشی‌های هوشمند، نسخه‌های مصرفی آن‌ها و سایر فناوری‌ها که با مغز ارتباط برقرار می‌کنند، بسیار رایج شدند. برای مثال شرکت «نورواسکای» که در زمینه فروش اپلیکیشن‌های موبایل و پوشیدنی‌ها فعالیت دارد، سنسورهای مغز را بازاریابی می‌کند که به مردم اجازه می‌دهد که اطلاعات مناسبی را وارد اپلیکیشن‌های موبایل کنند.

سازمان غذا و داروی ایالات متحده آمریکا (FDA) که برای دستگاه‌های پزشکی شامل BCI مجوز صادر می‌کند تنها برخی از آن‌ها را مورد تایید قرار داده، در حالی که تعداد بالایی از آن‌ها از نظر فنی جزو دستگاه‌های پزشکی دسته‌بندی نمی‌شوند و به صورت مستقیم در بازار به فروش می‌رسند. برای مثال در سال ۲۰۱۵ FDA دستگاه توسعه یافته توسط Thync را به عنوان یک دستگاه پزشکی تایید نکرد. FDA درباره رابط مغز و کامپیوتر‌ که توسط آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، دستورالعمل دارد اما برای نمونه‌هایی که در بازار به فروش می‌رسند دستورالعمل مشخصی وجود ندارد.