Precision Neuroscience Demonstrates First High-Bandwidth Brain-Computer Interface Without Open Surgery
Precision Neuroscience hat Ergebnisse in *Nature Biomedical Engineering* veröffentlicht, die zeigen, dass seine hochbandbreitige Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) ohne offene Gehirnoperation eingesetzt werden kann. Die Studie stellt einen Meilenstein für das Gebiet dar, da sie zeigt, dass oberflächenbasierte Elektrodenarrays Leistungsniveaus erreichen können, die bisher nur mit penetrierenden Elektroden assoziiert waren, während gleichzeitig das Patientenrisiko erheblich reduziert wird.
Die Forschung kombinierte präklinische Tierversuche mit ersten Tests am Menschen, bei denen fünf Patienten im Rahmen standardmäßiger neurochirurgischer Eingriffe behandelt wurden. Das System von Precision verwendet eine neuartige Mikroschlitztechnik, um ultradünne kortikale Arrays zu platzieren, die auf der Oberfläche des Gehirns aufliegen, anstatt sie zu durchdringen. Jedes Modul ist etwa so groß wie eine Briefmarke und enthält 1.024 Elektroden. Bei einzelnen Patienten wurden bis zu vier Module platziert, sodass Aufzeichnungen von mehr als 4.000 Stellen über 8 cm² Kortex möglich waren. In sowohl tierischen als auch menschlichen Studien lieferte das System hochauflösende neuronale Aufzeichnungen und unterstützte motorisches und sensorisches Decoding sowie fokale Stimulation.
Seit Jahrzehnten war die BCI-Forschung durch den Kompromiss zwischen Sicherheit und Leistung eingeschränkt. Traditionell erforderte hochauflösendes Decoding penetrierende Elektroden, was das Risiko von Gewebeschäden erhöhte und die langfristige Anwendung einschränkte. Die Ergebnisse von Precision stellen dieses Paradigma in Frage, indem sie zeigen, dass oberflächenbasierte Technologie neuronale Details in großem Maßstab erfassen kann, während gleichzeitig ein sichereres chirurgisches Profil beibehalten wird.
Die Unternehmensführung betonte die Auswirkungen auf zukünftige klinische Anwendungen. Benjamin Rapoport, MD, PhD, Mitbegründer und Chief Science Officer des Unternehmens, bemerkte, dass Patienten nicht länger zwischen Gehirnsicherheit und Leistung wählen müssen. Craig Mermel, Ph.D., Präsident und Chief Product Officer, fügte hinzu, dass die Erfassung detaillierter Gehirnaktivitäten in großem Maßstab entscheidend sei, um Gedanken in Handlungen umzusetzen – vom Steuern eines Cursors bis zur Sprachgenerierung.
Seit der Veröffentlichung hat Precision seine Arbeit über die fünf im Artikel beschriebenen Patienten hinaus ausgeweitet. Mehr als 50 Patienten haben inzwischen Implantate erhalten, und Anfang dieses Jahres erhielt das Unternehmen die FDA-Zulassung für temporäre Implantate mit einer Dauer von bis zu 30 Tagen. Laufende Studien an sechs US-Medizinzentren testen die Fähigkeit des Systems, es Patienten nach einer Neurochirurgie zu ermöglichen, Geräte zu steuern, zu tippen oder Spiele allein durch Gedanken zu spielen.
Die Technologie birgt besonderes Potenzial für Menschen, die mit Lähmungen aufgrund von Erkrankungen wie Schlaganfall, ALS oder Rückenmarksverletzungen leben. Durch die Kombination von hochbandbreitiger Signalaufzeichnung mit minimalinvasiver Einführung positioniert sich Precision Neuroscience als skalierbarer Weg hin zu klinisch einsetzbaren Gehirn-Computer-Schnittstellen.
