Добавить новость
ru24.net
News in English
Февраль
2024

The Big Idea: Neurochips will fix our brains

0

I invented the world’s first brain chip. It can cure epilepsy, dementia, chronic pain and addiction—if Canada is ready to invest.

The post The Big Idea: Neurochips will fix our brains appeared first on Macleans.ca.

A photo of a Pakistani man in a suit and tie

(Photo illustration by Maclean’s, background illustration via iStock)

During my childhood summers in Pakistan, I used to go to the beach and watch the crabs. Most of them were docile but one day, a certain crab kept attacking its neighbours. I wondered: what made that crab so aggressive? That question planted a seed of curiosity in me. I knew it all had to do with the brain, and that led me to the field of neuroscience. 

Off I went to Karachi University and then to the University of Leeds, where I studied the brains of simpler organisms like snails. (They have fewer but larger brain cells: a snail has around 20,000, compared to a human’s 85 billion.) In 1988, I moved to Canada to become a postdoctoral fellow at the University of Calgary, and I’ve been there ever since. Over the years, I’ve worn multiple hats—neuroscience professor and department head of cell biology and anatomy, as well as research director at the Hotchkiss Brain Institute and Alberta Children’s Hospital.

READ: My students are using ChatGPT to write papers and answer exam questions—and I support it

These days, I research neurological ailments like dementia, Parkinson’s and epilepsy. More than 747,000 Canadians struggle with retaining memories and communicating due to dementia. The economic burden of the disease, including hospital stays and forced early retirement, costs Canadian society $40.1 billion in 2020 alone. Parkinson’s and epilepsy—which impact 100,000 and 300,000 Canadians respectively—also take a heavy toll. These numbers will increase as the country’s seniors population grows in the next 20 years. Here’s the biggest obstacle when it comes to curing these conditions: there are no natural methods to remedy them. If the brain is impacted by adverse events like stroke, trauma or disease, the damaged brain cells do not automatically replace themselves like other forms of cells. There is no way to naturally regain losses of brain function.

We need an innovative approach to solve these problems: neurochips. Typically made of silicon and metals like gold and titanium—and smaller than a fingernail in size—these are electronic devices that link a person’s brain to a computer. In January, Elon Musk’s Neuralink made headlines when it implanted a neurochip in the brain of a human being for the first time. Neuralink’s invention was built on my own research; after all, I built the world’s first neurochip in 2004. 

At that time, I designed my neurochip to record data from large networks of brain cells. Here’s how it worked: my team dissected a test animal and placed its brain cells on a neurochip. Then, we used it to send a positive charge to stimulate a neuron, which fired an impulse that activated a connected neuron. We were then able to detect and record its response. Eventually, we successfully replicated the process in a live animal.

With this neurochip, my University of Calgary team accurately monitored a rat’s brain activity for eight months. Later, we reconstructed memories extracted from a brain cell. Essentially, we recorded the respiratory neural impulses of a test animal, and then replicated those breathing patterns in a tissue culture dish. With more research, we realized this technology can potentially record brain activity, which can then be used to repair damaged brains and regain lost brain function. A true bionic hybrid—an interface where natural brain cells and electronic chips could seamlessly communicate—is possible. 

Over the past 20 years, we’ve honed this technology with the promise of curing epilepsy. When epileptic patients don’t respond to drugs, neurosurgeons often remove sections of brain tissue that might be responsible for the seizures. But the technology that hospitals often use to spot these faulty sections only produces well-educated guesses, so we’ve designed a neurochip and wireless electrodes that can be surgically implanted directly on the brain surface to detect spikes in activity underlying the seizures. Armed with our neurochips, neurosurgeons will be able to locate seizure-triggering sites more precisely. We aim to commercialize this technology and, in the future, develop cochlear implants that can detect and warn patients about oncoming seizures and notify paramedics with their location.

Neurochips have many other potential applications. For people coping with chronic pain, we can program chips to lock onto the frequencies of nerves carrying pain information and prevent them from reaching the spinal cord and brain. This would remove much of the pain these people experience. When it comes to drug addiction, we can implant surface electrodes that block the brain neuron patterns that trigger craving behaviour. When the craving disappears, so does the addiction.

While our current neurochip for epileptics is designed to be embedded in the top layer of brain cells, Musk’s neurochip penetrates more deeply into the brain, which is more effective but comes with higher risks. For example, heat transfer from the neurochip may damage nearby brain cells. Blood flow in the brain could move the neurochip and cause damage. Scarring from implantation surgery could dislodge the neurochip. And if anything goes wrong, surgery to address the issue would be just as invasive as the initial surgery. Our neurochip carries these same risks, but the deeper the implant, the bigger the danger.

We at the University of Calgary aim to develop our technologies as safely as possible. But I feel torn, because this field is high-risk, high-reward: we can’t take big strides without making sacrifices. There is no other way to understand and repair damaged brains. That’s why striking a balance between innovation and ethical responsibility is crucial as we look ahead to the future.

READ: The Year Ahead: Science and Technology in 2024

Earlier this month, Musk made headlines again when he claimed that the neurochip-implanted patient could now control a computer mouse with his thoughts. He may have a reputation for making far-fetched claims, but this work is very much possible today. Brain chips are no longer confined to the realm of science fiction. Mind-controlled interfaces might soon fill our everyday lives, allowing folks to drive cars or operate drones with their thoughts. Such semi-autonomous devices may even become the norm in hospitals. For example, surgeons could utilize robots connected to their own brains to perform complex surgeries more safely and efficiently, reducing the negative effects of human error and fatigue. In the coming decades, I wouldn’t be surprised to see paraplegics getting chips implanted in their spinal cords, which will give them restored function and allow some of them to even walk again. We might even one day be able to return some memories to people with Alzheimer’s and partially re-establish function in those with Parkinson’s disease, as well as restore vision in those who have lost it. 

SIGN UP TO READ THE BEST OF MACLEAN’S:
Get our top stories sent directly to your inbox twice a week

Along with Neuralink, there are 40 other labs conducting research in this field worldwide. We are trying to tap into the reality that we are “natural cyborgs”: beings who can connect with things automatically, whether it’s a cellphone or a hammer. Our neurochips are all about how we can facilitate those connections.

But first, we need to undertake years of extensive—and expensive—research to turn these tantalizing future projections into realities. Despite possessing some of the most brilliant minds in neuroscience, Canada is lagging behind the rest of the world when it comes to neurotechnology. We’re attempting to understand millions of years of evolution, so there will inevitably be a lot of trial and error in our work. Convincing Canadian stakeholders to invest in high-risk ventures requires a paradigm shift in mindset that prioritizes the long-term benefits these technologies will bring to humanity. Our efforts can change millions of lives, transform the health care system and save our society billions of dollars. Finding the necessary support for my endeavours isn’t always easy, but the endless possibilities of this technology motivates me to keep going. 

—As told to Ali Amad

The post The Big Idea: Neurochips will fix our brains appeared first on Macleans.ca.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Более 12 тысяч жителей Москвы и Московской области получают повышенную пенсию за работу в сельском хозяйстве

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян

Синоптики спрогнозировали тепло до +28 и грозы в Московском регионе 28 июля

Начальник Главного управления вневедомственной охраны Росгвардии вручил ключи от автомобиля многодетному отцу-росгвардейцу


Гастроэнтеролог Садыков дал 3 совета, как не отравиться дыней и арбузом

Iris van Herpen haute couture осень-зима 2024

Советская Москва в 1967 году

Обложка песни. Обложки альбомов песен. Сделать обложку для песни.


Meet Adam Peaty, British swimming hero and three-time Olympic champ returning for Paris 2024 after extended break

Meet Rayssa Leal: 16-year-old ‘Little Fairy’ of skateboarding hoping to go one better at Paris 2024 Olympics

Technology’s grip on modern life is pushing us down a dimly lit path of digital land mines

IWF signs off “state-of-the-art” training facilities for the Paris 2024 Olympics


Портативный ТСД корпоративного класса Saotron RT-T70

Идёт экстренная эвакуация: в Челябинской области прорвало дамбу

В Севастополе подведены итоги работы военных следственных органов Следственного комитета России по Черноморскому флоту в первом полугодии текущего года

Уроженец из Узбекистана помогал другим мигрантам нелегально закрепиться в России


Blizzard politely tells Hearthstone players their game isn't dead just because it's not getting a new cosmetic board this expansion

Activision secretly experimented on 50% of Call of Duty players by 'decreasing' skill-based matchmaking, and determined players like SBMM even if they don't know it

Приключение-головоломка Arranger вышла на смартфоны и PC

Arena Breakout празднует 1 годовщину новой картой, игровым режимом и наградами



Специалисты, к которым хочется возвращаться. Кем может гордиться Москва?

«Магнит» и Everland запустили в Ставрополе первую социальную программу для молодых людей с инвалидностью «Эстафета успешности»

SOKOLOV составил рейтинг «изумрудных» городов России

ДОМ, который построит РФ: главные строители страны обсудили совместные планы




Столичные росгвардейцы задержали мужчину, подозреваемого в грабеже

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Более 12 тысяч жителей Москвы и Московской области получают повышенную пенсию за работу в сельском хозяйстве

Х Международный фестиваль «Jazzовые сезоны» пройдет в Музее-заповеднике «Горки Ленинские»

Начальник Главного управления вневедомственной охраны Росгвардии вручил ключи от автомобиля многодетному отцу-росгвардейцу


"Дом есть дом". Александр Овечкин не собирается задерживаться в Америке

В Москве всерьёз обеспокоились угрозами со стороны отказавшейся от пацифизма Японии

«Там кровь, ужас!». Умер один из пострадавших от молнии в парке «Патриот»

Стартап Вятки: как дизайнер-международник организовал студию и мастерскую в Кирово-Чепецке


Александрова вылетела с Олимпиады в Париже в первом же раунде

Главные интриги Олимпиады: кто из звезд спорта приедет в Париж и за кого болеть из России

Теннисистка Веснина показала свою форму на Олимпийские игры в Париже

Олимпийка с титулом // Теннисистка Мирра Андреева перед стартом Игр в Париже впервые выиграла турнир WTA


Жители Финляндии пожаловались на закрытие границ с Россией

Семья москвичей забыла запереть дверь, чем воспользовалась неадекватная женщина

Специалист Юлдашев рассказал, как выбрать коттеджный посёлок

Молния попала в троих посетителей парка «Патриот» в Подмосковье


Музыкальные новости

Красноярск кто-то проклял: экс-солист «Агаты Кристи» Самойлов едва попадает в ноты, повторив выходку Глюк’oZы

Даниил Крамер Трио

Представитель Самойлова опровергла слухи о том, что артист с трудом выступил в Красноярске

Нечего скрывать: Волочкова показала фигуру в полупрозрачном платье



SOKOLOV составил рейтинг «изумрудных» городов России

«Магнит» и Everland запустили в Ставрополе первую социальную программу для молодых людей с инвалидностью «Эстафета успешности»

Специалисты, к которым хочется возвращаться. Кем может гордиться Москва?

ДОМ, который построит РФ: главные строители страны обсудили совместные планы


TruMen Eva — новая платформа для искренних разговоров и профессиональной помощи

Адвокат Добровинский: Абрамов не запрещал Алсу пользоваться квартирой в Москве

Медведев: выборы в США — «схватка пауков в банке», где никто не симпатичен

Новосибирские эксперты рассказали, что будет с продавцами и потребителями Wildberries после слияния с Russ


Baza: следовавший на пожар замглавы ГУ МЧС РФ по Москве пострадал в ДТП

Советская Москва в 1967 году

Калинка моя: автокросс в Калининце

Особенности рефконтейнеров


Штаб-квартиру Роскосмоса предложили разместить в Амурской области

Путин сообщил о завершающей стадии разработки ракет средней и малой дальности

Путин указал на сигнал для США в полётах стратегической авиации России

Владимир Путин рассказал об ответе РФ на размещение ракет США в Германии





Модно — не значит полезно: каким рекомендациям по похудению не стоит доверять

Врачи провели уникальную операцию и извлекли пулю из брюшной стенки новорожденного

На форуме «Территория будущего. Москва 2030» выберут аромат для поликлиник

Гости форума-фестиваля «Москва 2030» выберут аромат для столичных поликлиник


Зеленский заявил, что Киев начнет обсуждение вопросов территориальной целостности

"Победить невозможно". В Киеве заявили о большой проблеме из-за Зеленского


В Самаре состоялись всероссийские соревнования по спортивному метанию ножа

Калинка моя: автокросс в Калининце

Хинштейн: МВД контролирует дело о драке сына Бажаева с полицейским в Москве

Стала известна причина нападения Бажаева на полицейского


Лукашенко завершил визит в Россию и прибыл в Минск



Собянин рассказал о благоустройстве парков в Москве

Собянин рассказал о развитии инженерно-коммунальной инфраструктуры в Москве

Мэр Москвы рассказал, как за пять лет преобразился район Некрасовка

Собянин рассказал о развитии Некрасовки


Какие растения и насекомые опасны для сада и огорода

Из-за глобального потепления в Москве появились новые животные

Лужнецкую набережную благоустроят

Юбилейный «Лётчик Фестиваль» в культурно-экологическом пространстве «Джао Да!Ча»


Семья москвичей забыла запереть дверь, чем воспользовалась неадекватная женщина

Молния попала в троих посетителей парка «Патриот» в Подмосковье

Вильфанд: в Москве прогнозируется сильное похолодание

Специалист Юлдашев рассказал, как выбрать коттеджный посёлок


Фестиваль военных духовых оркестров одновременно открылся в трех городах Поморья

ТСД SAOTRON RT41 GUN: практичный, производительный, надёжный

Утро в Кимже...

В Поморье стартовал двенадцатый «Дирекцион-Норд»


К Международному дню тигра саранская телемачта «переоденется» в редкого хищника

Выставка исторической памяти «В гости к нашим далеким предкам» ко Дню Крещения Руси и Дню памяти равноапостольного Великого князя Владимира

Штаб «Все для фронта, все для победы» отправил в зону СВО очередной гуманитарный груз

Утром в Симферополе рейсовый автобус насмерть сбил пенсионерку


Патриарх Кирилл призвал сокрушить современных идолов

СК потребует ареста сына миллиардера Бажаева за нападение на полицейского

Семья москвичей забыла запереть дверь, чем воспользовалась неадекватная женщина

В Москве всерьёз обеспокоились угрозами со стороны отказавшейся от пацифизма Японии












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
WTA

Андреева стала самой молодой чемпионкой турнира WTA за последние три года






Семья москвичей забыла запереть дверь, чем воспользовалась неадекватная женщина

Путин предупредил США об ответе на размещение ракет в ФРГ

Вертолёт Ми-4: история, достижения, современность

Сразу до +35 градусов: синоптики рассказали, когда снова вернется жара. Ждать осталось совсем недолго