ドイツの科学者たちは、独自の脳チップ・インターフェースを使用してネズミの脳時計仕掛けの動画を撮影した。この動画は、脳で制御する義肢への道を開く可能性があるという。
マックス・プランク生化学研究所膜神経物理学部のピーター・フロムヘルツ氏は、「この20ミリ秒の動画は、もし集中力が足りず捉えられない場合は1000分の1に減速される可能性があるが、これまでに捉えられたものよりはるかに高い解像度で脳の活動を捉えている」と語った。
この実験の詳細は未発表だが、ラットの脳の微細片を剥がし、50ナノメートルの隙間から脳波を読み取るCMOSチップに貼り付けた。このチップは、インフィニオン・テクノロジーズ（旧シーメンス・セミコンダクター・グループ）と共同開発した1mm角の絶縁ウエハ上に、わずか8マイクロメートル間隔で16,000個のトランジスタを集積している。
これまでの微小電極を使った実験では、200マイクロメートル間隔で配置された64個の微小電極の解像度が達成されていると彼は述べた。
「脳の動きを検知し、脳内を伝わる電気波を観察することができた」とフロムヘルツ氏は語った。
ラット海馬の1mm x 1mmの脳スライス。刺激後5ms。青と赤の信号は、シナプス活動によってチップ上に生成された電圧（青は負、赤は正）です。
チップは電圧を記録します。記録には2つの段階があります。海馬の1つの領域が神経線維に沿って速い信号（活動電位）を送り、次に海馬の別の領域が遅いシナプス信号で反応します。写真は2番目の段階を示しています。
フロムヘルツ氏は同じチップ技術を使ってこれまでに、カタツムリの個々のニューロン内で機能するイオンチャネルや、最大20個の細胞からなる小さなネットワークの動態を調べる実験を行ってきた。
ラットの脳の動画は、数千個のニューロンを含む脳切片の活動を捉えています。フロムヘルツ氏は次のように述べています。「個々のニューロンからの信号ではなく、平均として捉えています。活動電位が広がり、シナプス相関の空間分布を見ることができます。」
「これにより、脳のさまざまな活動がどこに集中しているか、また空間と時間の相関関係がわかり、それはスライスの記憶を研究する上で重要になるだろう」と彼は付け加えた。
フロムヘルツ氏は、蛍光染料を使って採取した脳活動のマップとは、自身の実験を区別した。蛍光染料は毒性があるため、トランジスタ方式の頻度で繰り返すことができないため、また染料自体の感度がまだそれほど高くないためである。
毒性もまた、トランジスタ方式と、平面金属微小電極を使用する従来の脳チップインターフェース方式との間の重要な違いとなる可能性がある。
トランジスタは絶縁されており、脳の電界から測定を行うため、研究者は、現在医療研究者によって開発されているような人間と機械のデバイスに問題を引き起こす可能性のある干渉や潜在的な毒性なしに、脳の物理学を研究することができます。
マイクロ電極は電圧でニューロンを直接刺激しますが、これが脳の物質の水と電極の金属と組み合わさって、まだほとんど理解されていない化学的副作用を引き起こします。
フロムヘルツ氏は、化学反応をより深く理解できれば、脳制御の義肢などの医療機器の安全性が保証されるだろうと述べた。
彼はまた、コンデンサを介して刺激を与える代替方法を提供するチップを使った実験を準備しており、コンデンサを 400 個搭載したチップを製造中である。
トランジスタ・コンデンサ技術はまだ開発の初期段階にあり、義肢への応用が実現するまでには20年かかるかもしれません。しかし、フロムヘルツ氏はCIMIT（MITとハーバード大学医学部を含む病院と大学のコンソーシアム）を通じて人脈を築き始めており、この技術が現実世界で応用されることを目指しています。®
