Киберпанк на орбите: китайцы первыми протестировали мозговой чип в космосе (и он выжил)

Китайская группа исследователей сообщила о первом успешном орбитальном испытании имплантируемого нейроинтерфейса. Речь идет о беспроводной системе «мозг - компьютер», разработанной в Северо-Западном политехническом университете в Сиане. Устройство вывели на орбиту в декабре на отдельной экспериментальной платформе. Проверка показала, что чувствительная нейроэлектроника сохраняет работоспособность за пределами атмосферы и нормально переносит условия космоса.

Во время эксперимента модуль работал в среде, которая по составу и свойствам имитирует жидкости человеческого организма. В таком режиме он снимал электроэнцефалограмму, то есть регистрировал электрическую активность мозга, и удерживал стабильный сигнал даже при нагрузках, связанных с орбитальным полетом. Исследователи получили данные о том, как ведет себя аппаратура и какой уровень помех возникает в невесомости. Ранее не было уверенности, что нейроинтерфейсы смогут долго работать при таких вводных без сбоев и деградации компонентов.

Полученные результаты касаются не только надежности самой электроники. По словам команды, измерения помогают лучше понять, как сама нервная система реагирует на невесомость. В отчете упоминаются показатели, по которым можно судить о ресурсе электродов на орбите и отслеживать изменения в характере нейронной активности. Но точно судить о том, что это значит - пока нельзя: детали устройства платформы и точная схема эксперимента ещё не раскрыты.

Длительное пребывание за пределами Земли - то ещё испытание для организма. В невесомости жидкости перераспределяются, кровь и спинномозговая жидкость смещаются вверх, в сторону головы. Такой эффект называют цефаладным сдвигом. Медицинские наблюдения последних лет показывают, что при долгих миссиях могут увеличиваться желудочки мозга. Это полости с ликвором внутри, и их расширение связывают с изменениями скорости мышления и работы систем очистки. Непрерывная запись нейронных сигналов позволяет следить за такими процессами в реальном времени и раньше замечать опасные отклонения. Такой мониторинг особенно важен для многолетних полетов, которые планируются для экспедиций к Марсу.

Отдельно в проекте описана новая конструкция электродов. Жесткие металлические варианты часто выходят из строя из за коррозии, плохо гнутся и могут травмировать чувствительные ткани. Группа под руководством профессоров Чан Хунлуна и Цзи Бовэня предложила гибкий массив, который повторяет форму поверхности мозга и прилегает без лишнего давления. Мягкая структура меньше изнашивается при длительной работе и позволяет получать более чистый сигнал без повреждений.

Испытания на животных показали, что такой вариант заметно стабильнее стандартных металлических решений, разница по устойчивости сигнала достигает сотен раз. Система подходит не только для считывания активности, но и для длительной нейростимуляции. Разработчики также заявляют о совместимости с МРТ сверхвысокого поля без потери работоспособности и без дополнительного риска. Работа получила награду за лучший студенческий доклад на 39-й международной конференции по микроэлектромеханическим системам MEMS.

Развитием нейроинтерфейсов активно занимаются и в Китае, и в США. Китайские власти выделили это направление отдельно и включили его в список шести отраслей будущего в национальном пятилетнем плане. По официальным целям, к 2027 году системы должны шире применяться в медицине и промышленности, а к 2030 году планируется сформировать крупную отраслевую экосистему. Речь идет как о нейрореабилитации на Земле, так и о защите когнитивного состояния экипажей во время дальних полётов к звёздм.