腦晶片技術正在迅速發展。在最新的進展之一中，研究人員設計出了一種新的晶片，該晶片利用更多組神經元且功耗更低，能夠檢測使用者何時想要發起特定行為——例如伸手去拿物體。如果這種新方法能應用於人類，理論上可以為使用者在發起運動控制方面提供更多自主性。

被稱為皮質內腦機介面（iBCIs，intracortical brain-computer interfaces）的植入系統對許多癱瘓患者來說是一個變革因素，為他們提供了重新獲得部分運動控制的手段。皮質內腦機介面透過將電極陣列插入大腦來記錄神經活動。由於我們的神經元自然地利用電脈衝相互交流，這些腦晶片能夠檢測到電訊號。

聖地亞哥州立大學的研究員Daniel Valencia解釋說：“然後，腦機介面（BCI）應用程式利用檢測到的訊號來解讀神經活動，並將其轉換為指令，例如控制電腦游標或機械肢體。”

目前的皮質內腦機介面（iBCIs）監測大腦中的單個神經元。然而，持續這樣做是高耗能的，而且很難辨別一個訊號到底是來自被監測的神經元，還是來自具有相似放電模式的相鄰神經元。腦晶片需要消耗大量能量來分析資料、篩選所有的“背景噪音”並確定真正的神經放電。由於這種高能耗，目前大多數皮質內腦機介面往往只在預先設定的時間段（如臨床或實驗室時段）手動開啟。

Valencia和他的同事們有興趣建立一種不同型別的系統，該系統能被動監測大腦活動，並在需要時自動開啟。他們提出的晶片不是監測單個神經元，而是監測一群神經元的總體活動，即它們的區域性場電位（LFPs，local field potentials）。

這種方法涉及一個更簡單的過程，即檢測大腦特定區域內一群神經元的放電頻率。當神經活動達到某些閾值時，腦晶片就會開啟。例如，當人們睡覺時，神經元的區域性場電位（LFP）在30到90赫茲頻段內的活動會增強；但在準備移動時，15到35赫茲頻段內的活動會增加。因此，Valencia及其同事提出的晶片大概會在使用者的大腦活動表明使用者想要移動物體時才啟用。

在發表於《IEEE生物醫學電路與系統彙刊》（IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems）2月印刷版的一項研究中，研究人員利用之前記錄的執行運動任務動物的神經活動資料集，測試了他們這種新的區域性場電位（LFP）方法（https://ieeexplore.ieee.org/document/10518155）。他們利用這些資料和模型來確定，與監測單個神經元的傳統腦晶片相比，他們這種區域性場電位（LFP）方法需要多少能量。

結果表明，就確定使用者意圖而言，這兩種方法具有可比性——傳統腦晶片的表現略優於區域性場電位（LFP）方法——但區域性場電位（LFP）方法的能耗明顯更低，Valencia指出這是一個關鍵優勢。他說：“此外，與傳統方法相比，區域性場電位（LFP）所需的記錄電路要簡單得多，這降低了硬體的複雜性。”例如，基於區域性場電位（LFP）的腦晶片可能不需要使用深度穿透微電極，這大大降低了大腦組織瘢痕形成的可能性，並可能延長裝置的使用壽命。

重要的是，這個新提出的系統將允許使用者自主且更輕鬆地完成任務，而無需手動啟用他們的腦晶片。許多皮質內腦機介面（iBCI）設計領域的科學家都有興趣開發這些更先進的、“自主節奏”的皮質內腦機介面（iBCIs）。參與這項研究的聖地亞哥州立大學教授Amir Alimohammad說：“我們的工作是朝著開發這些系統邁出的一步，讓使用者能夠獨立控制他們的參與度。”

Alimohammad補充說，他的團隊目前正在致力於將他們這種預測使用者意圖的區域性場電位（LFP）方法整合到一個更廣泛的皮質內腦機介面（iBCI）系統中，該系統也使用來自單個神經元放電的資料。他說，區域性場電位（LFP）資料可用於啟用系統，而來自單個神經元的詳細資料可用於執行更精確的運動控制。