Прорыв в лечении психических расстройств
Глубокая стимуляция мозга (DBS) уже десятилетиями используется для лечения болезни Паркинсона, но при психических заболеваниях (депрессия, ПТСР, ОКР) она часто неэффективна. Причина в том, что большинство систем работают по принципу «открытой петли» или анализируют сигналы только из одной области. Однако, как отмечает Мааса Шоран (Mahsa Shoaran), руководитель лаборатории интегрированных нейротехнологий EPFL, психические расстройства возникают из-за нарушений коммуникации между сетями мозга, а не dysfunction одной зоны.
Команда EPFL разработала систему-на-чипе (SoC) под названием LogSync, которая решает эту проблему, извлекая биомаркеры синхронизации (oscillatory synchrony) между различными регионами в реальном времени.
Технические характеристики и энергоэффективность
Главное достижение LogSync — экстремально низкое энергопотребление, критичное для имплантатов. Чип использует логарифмические вычисления для упрощения сложных операций анализа сетей, что позволяет снизить потребление энергии до 196 микроватт (в некоторых тестах указано значение менее 200 мкВт). Это на порядки меньше, чем у существующих аналогов.
| Параметр | Значение / Характеристика |
|---|---|
| Название чипа | LogSync |
| Размер | ~4x2 мм |
| Потребляемая мощность | 196–200 микроватт (мкВт) |
| Каналы записи | 32 канала (согласно референсу VLSI 2025) |
| Основная функция | Извлечение биомаркеров синхронизации между регионами мозга |
| Метод вычислений | Логарифмические вычисления (Logarithmic computations) |
Валидация и результаты
Исследование, опубликованное в IEEE Journal of Solid-State Circuits (сентябрь 2026), демонстрирует работоспособность системы на двух типах данных:
- Человеческие данные: Алгоритм успешно различал когнитивную вовлеченность (во время ментальных задач) и эмоциональное возбуждение (при просмотре видео) исключительно по нейронным записям.
- Модели на животных: В экспериментах на крысах в Университете Миннесоты имплантат отслеживал осцилляции и генерировал триггеры стимуляции в строго определенных фазах мозговой активности.
Финансирование и будущее
Проект получил грант в размере 6,6 млн швейцарских франков от Национального института психического здоровья США (NIMH). Разработчики подчеркивают, что технология LogSync может быть применена не только для психиатрии, но и для адаптивной DBS при двигательных расстройствах, а также для неинвазивной стимуляции и фокусированного ультразвука. Параллельно лаборатория работает над методами самообучения (self-supervised learning) для еще более точного анализа нейронных сетей, что поддерживает стартап EPFL Infera Neuro.
Источник: Epfl ↗