次世代ブレイン・コンピュータ・インターフェース用シリコンチップを発表(New generation brain-computer interface chip developed)

2025-12-08 コロンビア大学

コロンビア大学工学部・神経科学研究者の共同チームは、脳活動をリアルタイムで高精度に読み取り、外部機器へ伝送できる新世代のブレイン・コンピュータ・インターフェース(BCI)用シリコンチップを発表した。今回のチップは、従来のBCI に比べて著しく低消費電力・高帯域・高信号忠実度を実現し、大規模な神経集団のスパイク活動を高効率に取得できる点が特徴である。研究チームは、脳内微小電極アレイと組み合わせた実験で、脳の運動関連領域からの信号を安定して取得し、運動意図のデコード精度が向上することを示した。また、新しいオンチップ処理技術によって、従来は外部計算機が必要だった前処理・特徴抽出の多くをチップ上で実行できるようになり、BCI デバイスの小型化・軽量化・ワイヤレス化に向け大きな一歩となった。開発者らは、今後の医療用神経補綴、四肢麻痺患者の支援、さらには次世代ニューロテクノロジーの基盤としての応用が期待されると述べている。

<関連情報>

65,536個の電極と1,024個のチャンネルを備えたワイヤレス硬膜下脳コンピューターインターフェース A wireless subdural-contained brain–computer interface with 65,536 electrodes and 1,024 channels

Taesung Jung,Nanyu Zeng,Jason D. Fabbri,Guy Eichler,Zhe Li,Erfan Zabeh,Anup Das,Konstantin Willeke,Katie E. Wingel,Agrita Dubey,Rizwan Huq,Mohit Sharma,Yaoxing Hu,Girish Ramakrishnan,Kevin Tien,Paolo Mantovani,Abhinav Parihar,Heyu Yin,Denise Oswalt,Alexander Misdorp,Ilke Uguz,Tori Shinn,Gabrielle J. Rodriguez,Cate Nealley,… Kenneth L. Shepard

Nature Electronics  Published:08 December 2025

DOI:https://doi.org/10.1038/s41928-025-01509-9

次世代ブレイン・コンピュータ・インターフェース用シリコンチップを発表(New generation brain-computer interface chip developed)

Abstract

Electrocorticography uses non-penetrating electrodes embedded in flexible substrates to record electrical activity from the surface of the brain. To use the technology to develop minimally invasive, high-bandwidth brain–computer interfaces, it will be necessary to improve the number of recording channels and the scalability of devices, which could be achieved by merging electrodes and electronics onto a single substrate. Here we report a 50-μm-thick, mechanically flexible micro-electrocorticography brain–computer interface that integrates a 256 × 256 array of electrodes, signal processing, data telemetry and wireless powering on a single complementary metal–oxide–semiconductor substrate. The device contains 65,536 recording electrodes, from which we can simultaneously record a selectable subset of up to 1,024 channels at a given time. Our chip is wirelessly powered, and when implanted below the dura, it can communicate bidirectionally with an external relay station outside the body. We show that the device can provide chronic, reliable recordings for up to two weeks in pigs and up to two months in behaving non-human primates from the somatosensory, motor and visual cortices, decoding brain signals at high spatiotemporal resolution.

1601コンピュータ工学
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