水稻研制的脑平板显微镜

莱斯大学的工程师正在建设一个平镜，称为平坦度仪，和开发软件，可以解码和触发对脑神经元的表面。

莱斯大学的工程师们建造了一个平板显微镜的实验室原型，作为DARPA的神经工程系统设计项目的一部分。显微镜将坐在大脑的表面，在那里它将检测大脑皮层神经元发出的信号。我们的目标是为视觉和声音提供另一条路径，直接传送到大脑。

作为新政府举措的一部分，他们的目标是为视觉和声音提供另一条途径，直接传送到大脑。

该项目是联邦国防高级研究计划局（DARPA）本周宣布的一项开发高分辨率神经接口的6500万美元努力的一部分。许多长期的目标之间、神经工程系统设计（NESD）计划希望弥补提供数字信息直接到大脑可以处理这部分视力或听力的人的损失。

Rice电气和计算机工程系的成员将首先关注视觉。他们将在四年内获得400万美元，用于开发光学硬件和软件接口。光接口将从改进的神经元，产生光在他们主动检测信号。&nbsp；项目是与耶鲁大学附属约翰皮尔斯实验室由神经科学家Vincent Pieribone合作。

根据Rice团队的研究，目前监测和传递信号给神经元的探针是非常有限的，例如治疗帕金森病或癫痫。“最先进的系统只有16个电极，这对我们如何捕获和代表大脑的信息产生了实际的限制，”Rice工程师Jacob Robinson说。

鲁滨孙和Rice的同事Richard Baraniuk、Ashok Veeraraghavan和卡梅瑞负责开发一个界面，可以监控和激发几十万，也许在皮层神经元数以百万计，大脑的外层。

“灵感来自半导体制造业的进步，”鲁滨孙说。“我们可以在芯片上为你的手机创造数以百万计的元素的极其密集的处理器。”。那么为什么不把这些进展应用到神经接口上呢？“

水稻工程教授（左起）Ashok Veeraraghavan、Jacob Robinson和卡梅瑞是DARPA计划创建一个高分辨率的部分，无线神经接口，可以植入大脑皮层。

卡梅瑞说一些球队参与的多机构项目正在调查与成千上万的电极装置，解决个别神经元。他说：“我们正在采用一种全光学的方法，显微镜可以将一百万个神经元可视化。

这就需要神经元可见。pieribone皮尔斯实验室在生物荧光收集专长-认为萤火虫发光的水母和编程的神经元蛋白，释放出一个光子时触发的目标。鲁滨孙说：“在有电脉冲的情况下，操纵细胞来产生光的想法并不是非常牵强，因为我们已经用荧光来测量电活动。”。

在发展的范围是表哥Rice的flatcam，Baraniuk与以消除相机笨重眼镜的需要。新的项目会让flatcam更够小坐头骨和大脑皮层之间没有施加额外的压力，并有足够的能力感和将信号从数百万神经元计算机。

除了硬件，Rice修改flatcam算法处理从大脑接口数据。

“我们正在捕捉三维图像的显微镜，所以我们可以看到不仅表面而且以下的某一深度，”Veeraraghavan说。“目前我们还不知道这个限度，但我们希望我们能看到500微米深的组织。”

“这应该让我们的大脑皮层，我们认为大部分的计算都是实际发生的致密层，其中神经元互相连接，”Kemere说。

哥伦比亚大学的一个小组正在解决另一个重大挑战：无线能力和从接口收集数据的能力。

DARPA在其公告中描述了植入式包的目标。该机构称，“基础研究的挑战之一将是发展一种深刻理解大脑如何以单个神经元水平精确地同时处理听觉、语音和视觉的能力，并以足够的尺度来表示详细的图像和声音。”。“选定的团队将应用这些生物过程的见解，发展快速解释神经元活动的策略，并以最小的功率和计算资源。”

“这是惊人的，”Kemere说。“我们的团队正在处理三个疯狂的挑战，而每一个都在推动边界。真令人兴奋。这个特别的DARPA项目很有趣，因为他们并没有选择一个科幻小说的挑战：他们决定让DARPA在多个维度上努力。

Baraniuk是电气和计算机工程教授Victor E. Cameron。鲁滨孙与Kemere是电气与计算机工程系助理教授。