Для точной стимуляции мозга может быть важно знать не только активность отдельной области, но и то, как разные области взаимодействуют. Исследователи создали маломощный чип LogSync, который анализирует такие связи и способен формировать команды для стимуляции при заданных состояниях.
От постоянных настроек к адаптации
Глубокая стимуляция мозга предполагает подачу электрических импульсов через имплантированные электроды. Её используют при ряде двигательных расстройств. Применение при тяжёлых психических заболеваниях активно исследуют, но инженерная разработка нового чипа сама по себе не доказывает эффективность такой терапии.
Команда Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) описала LogSync в IEEE Journal of Solid-State Circuits. Система выделяет признаки силы мозговых колебаний и согласованности сигналов разных участков, а затем анализирует их с помощью машинного обучения.
Что уже проверили
Для оценки алгоритма использовали ранее записанные данные активности мозга человека. В одном наборе участники выполняли умственную задачу, в другом смотрели видеоклипы с различной эмоциональной нагрузкой. По сигналам система различала исследуемые когнитивные и эмоциональные состояния.
В опытах на крысах имплант отслеживал текущие колебания и выдавал команды стимуляции в заранее выбранные моменты их цикла. Таким образом проверяли обработку сигналов и точность формирования команды, а не лечение депрессии или тревожного расстройства у пациентов.
Почему важен расход энергии
Для импланта сложные вычисления должны сочетаться с небольшим энергопотреблением. Авторы совместно разрабатывали алгоритмы и электронику и сообщили о потреблении менее 200 микроватт. Логарифмические вычисления позволили упростить часть операций, необходимых для анализа связей между областями мозга.
В перспективе такая архитектура может помогать системам с обратной связью: устройство сначала регистрирует состояние, а затем подстраивает воздействие. Но для клинического применения ещё предстоит подтвердить безопасность, устойчивость работы и пользу для конкретных заболеваний.
Чего чип не умеет по результатам этой работы
Распознавание экспериментально заданных состояний не означает свободного чтения мыслей или постановки психиатрического диагноза. Также пока нельзя утверждать, что LogSync улучшает исходы лечения по сравнению с существующими устройствами.
Другой подход к персонализации воздействия рассмотрен в материале МКБ-11 о выборе точки магнитной стимуляции по индивидуальной карте мозга.
Литература
Alex D. et al. LogSync: A Low-Power Logarithmic SoC for Cross-Regional Synchrony Extraction and Adaptive Psychiatric State Classification // IEEE Journal of Solid-State Circuits. 2026. DOI: 10.1109/JSSC.2026.3728617.