Исследователи из Columbia, Stanford и UPenn разработали BISC — тончайший имплант размером 3 мм³ с беспроводным подключением, обеспечивающий в 100 раз более высокую пропускную способность, чем любой конкурирующий BCI, открывая новые возможности для лечения эпилепсии, паралича и инсульта
Технология перемещает сложные электронные системы из громоздких имплантов внутрь одного кремниевого кристалла, что может привести к революции в нейротехнологиях уже в ближайшие 3–5 лет
Компания Kampto Neurotech, основанная разработчиками, уже привлекает финансирование для коммерциализации, сигнализируя о скором переходе от лабораторных прототипов к клиническому применению
Революция в миниатюризации: как один кристалл заменил целый аппарат
На протяжении двадцати лет попытки соединить мозг с компьютерами натыкались на одно и то же препятствие: громоздкость. Все работающие сегодня системы мозг-компьютерного взаимодействия (BCI) построены на один и тот же принцип — хирург вживляет под череп большой контейнер электроники, содержащий усилители, преобразователи данных, радиопередатчики и системы управления питанием. Даже отводящие провода требуют сложного хирургического пути.
Этот подход работает, но хрупко. Каждая инвазивная процедура — это риск кровотечения, инфекции, смещения имплантата. Организм со временем окружает чужеродный объект соединительной тканью, что деградирует качество сигнала. Устройство требует замены через несколько лет.
В декабре 2025 года консорциум из четырёх ведущих американских учреждений — Columbia University, Stanford University, University of Pennsylvania и NewYork-Presbyterian Hospital — опубликовал в журнале Nature Electronics описание системы BISC (Biological Interface System to Cortex), которая радикально переосмысляет эту архитектуру.
BISC интегрирует все компоненты BCI-системы в один кремниевый чип, тонкость которого составляет всего 50 микрометров (толщина человеческого волоса — 70–100 микрометров). Объём имплантата — менее 1 кубического миллиметра, что в 1000 раз меньше традиционных систем
На площади размером с рисовое зёрнышко размещены 65 536 электродов для записи и 16 384 канала для стимуляции, плюс полный радиотрансивер, система управления питанием и цифровые схемы управления
Кен Шепард, руководитель проекта в Columbia и один из авторов статьи, объясняет революционность подхода простой метафорой: «Наш имплант — это один интегральный кристалл, настолько тонкий, что легко скользит в промежуток между мозгом и черепом, лежит на мозге как мокрый листок бумаги». Это буквально меняет всё — от хирургического доступа до долгосрочной биосовместимости.
Как это работает: архитектура беспроводной связи мозг-компьютер
BISC состоит из трёх компонентов: самого имплантата, носимого ретранслятора (размером с компактный блок питания) и программного обеспечения для интерпретации сигналов.
Имплантат работает в режиме микро-электрокортикографии (µECoG) — регистрирует электрическую активность прямо с поверхности коры головного мозга. Это менее инвазивно, чем традиционные внутримозговые электроды (которые прокалывают мозговую ткань), но гораздо более информативно, чем внешние электроэнцефалография (ЭЭГ) через скальп.
Данные с 1024 одновременно записываемых каналов кодируются и передаются на носимый ретранслятор через специализированный ультра-широкополосный (UWB) радиоканал. Пропускная способность составляет 100 мегабит в секунду — это в 100 раз выше, чем у любого другого имплантируемого BCI. Для сравнения: Neuralink и другие конкурирующие системы передают десятки мегабит в минуту, а не в секунду.
Носимый ретранслятор, в свою очередь, подключается по WiFi 802.11 к любому компьютеру или облачной системе, создавая эффективный мост: мозг ↔ портативное устройство ↔ интернет ↔ AI-алгоритмы.
Тонкий кремниевый кристалл BISC — это не просто датчик. Это полнофункциональный компьютер, интегрирующий в одной полупроводниковой матрице:Аналоговые усилители (для усиления мозговых сигналов в миллионы раз)Аналого-цифровые преобразователи (для оцифровки аналоговых сигналов)Цифровые логические схемы управленияРадиотрансивер и антеннаСхемы управления питанием и приёма энергии по радиоканалу
Достичь этого удалось благодаря использованию передовых технологий CMOS-производства (комплементарные металл-оксид-кремний), которые позволяют размещать миллиарды транзисторов на площади меньше сантиметра²
От лабораторной демонстрации к клинической реальности
BISC разработан в рамках программы Neural Engineering Systems Design (NESD) DARPA — агентства, которое финансирует высокорисковые технологические прорывы. Пять лет интенсивных исследований привели к текущему результату, опубликованному в декабре 2025 года.
Команда проводила обширные доклинические тесты на животных моделях, фокусируясь на двигательной и визуальной коре. Результаты показывают, что чип стабилен, не вызывает значительного воспаления мозговой ткани и сохраняет качество сигнала месяцами.
Параллельно запущены исследования на людях. В NewYork-Presbyterian/Columbia University Irving Medical Center проводятся краткосрочные внутриоперационные записи — пациентам, уже находящимся под наркозом, хирурги безопасно имплантируют чип на несколько часов во время операции, записывают данные, а затем удаляют его. Это даёт критическую информацию о том, как система работает в реальной человеческой коре.
Доктор Бретт Янгерман, нейрохирург Columbia и главный клинический консультант проекта, подчёркивает: «Пластинообразная форма фактора и отсутствие электродов, прокалывающих мозг, минимизируют реактивность тканей и деградацию сигнала со временем».
Практические применения: от эпилепсии к мышлению
В ближайшей перспективе (2–3 года) BISC может стать инструментом для лечения следующих неврологических состояний:
Эпилепсия: Высокоразрешающий мониторинг коры позволяет выявить эпилептические очаги с беспрецедентной точностью и предсказывать приближение припадка за минуты до его начала. Это открывает возможности для упреждающих стимуляционных вмешательств.
Паралич (спинальные травмы, инсульт): Чип может регистрировать «намерение движения» из моторной коры и передавать эту информацию функциональной электростимуляции мышц или экзоскелету. Пациент, не способный двигаться, может управлять внешними устройствами мыслью.
Слепота: Прямая стимуляция визуальной коры может создавать искусственное зрение — пациент видит «фосфены» (точки света), которые обучаемая нейросеть преобразует в изображение окружающего мира.
Нарушения речи: Декодирование речевых намерений из речевой моторной коры позволяет пациентам с параличом говорить через синтезатор речи.
Исследователи и компания Kampto Neurotech видят BISC как платформу для более амбициозных целей — прямого взаимодействия человеческого интеллекта с искусственным интеллектом
Высокая пропускная способность 100 Мбит/с означает, что можно передавать не только команды управления, но и сложные сенсорные данные. Мозг потенциально может напрямую воспринимать результаты вычислений AI-системы, обучаясь новым интерфейсам в режиме реального времени
Рыночная динамика и конкуренция
Рынок нейротехнологий в 2025 году находится в точке кипения. Несколько игроков борются за доминирование:
Neuralink (Илон Маск): Хирургически имплантирует пучки электродов в мозг, успешно протестирована на парализованном пациенте в начале 2025 года. Однако система инвазивна (требует трепанации черепа), а пропускная способность ниже, чем у BISC.
Synchron: Разработала эндоваскулярный BCI — вставляет электроды в кровеносные сосуды мозга, минимизируя инвазивность. Но пространственное разрешение хуже, чем при прямом контакте с корой.
BrainCo, NextMind, Emotiv: Производят неинвазивные системы на основе ЭЭГ — безопаснее, но менее мощные и менее точные.
BISC занимает уникальную позицию: минимально инвазивен (не прокалывает мозг), но сохраняет высокое разрешение и пропускную способность конкурирующих внутримозговых систем. Это может стать переломным моментом для индустрии.
Инвестиции и путь к коммерциализации
Один из ведущих инженеров проекта, доктор Нанью Зэн, основал в 2024–2025 году компанию Kampto Neurotech для коммерциализации технологии. Компания уже выходит на рынок исследовательских приборов (продажа чипов для лабораторий, изучающих мозг) и одновременно привлекает капитал для клинических испытаний на людях.
Ожидаемый процесс:
2025–2026: Доклинические и краткосрочные клинические исследования, первые продажи для исследовательского рынка.
2027–2028: Долгосрочные клинические испытания на пациентах с эпилепсией, подтверждение безопасности и эффективности.
2029–2030: FDA-одобрение для терапевтического использования, расширение на другие показания (паралич, слепота).
Параллельно BISC привлекает интерес от крупных медикотехнологических компаний и инвестиционных фондов. Рынок нейротехнологий оценивается в $10–20 млрд к 2030 году, и BISC может претендовать на значительную долю благодаря технологическому превосходству.
Хирургическое мастерство: Имплантация тончайшего кристалла требует высочайшего хастерства. Эта процедура не может быть выполнена везде — только в специализированных центрах с опытными нейрохирургами
Долгосрочная биосовместимость: Предварительные данные обнадёживают, но нет данных о поведении имплантата за 5–10 лет в мозге. Организм может развить невидимые осложнения
Регуляторный путь: FDA потребует больших клинических испытаний. Процесс одобрения может затянуться на 5–7 лет
Конкуренция: Neuralink инвестирует миллиарды, а другие стартапы копируют концепцию. BISC должна первой выйти на рынок, чтобы захватить позицию
Геополитический и научный контекст
Разработка BISC происходит на фоне глобальной гонки за доминирование в нейротехнологиях. США, Европа и Китай активно финансируют исследования в области нейроинтерфейсов, нейромодуляции и мозг-машинного взаимодействия.
DARPA, финансировавший исследование, явно рассматривает нейротехнологии как стратегическое преимущество для национальной безопасности и боевого потенциала. Улучшенные BCI могут помочь раненым военным восстановить функции, а в долгосрочной перспективе — даже расширить человеческие возможности.
Успех BISC демонстрирует, что американская научная экосистема (университеты + федеральное финансирование + стартапы) способна конвертировать фундаментальные исследования в прорывные технологии быстрее, чем конкуренты.
Стратегические последствия для разных аудиторий
Для инвесторов: BISC открывает окно возможности для раннего инвестирования в Kampto Neurotech и смежные компании нейротехнологий до FDA-одобрения. Рынок может вырасти в 10x за 5 лет, если технология оправдает обещания. Риск высокий (фаза ранних клинических испытаний), но потенциальный ROI значителен.
Для CTOs и инженеров: BISC служит примером того, как кремниевая микроэлектроника может быть переносима в биомедицину. Компании, разрабатывающие медицинские устройства, должны начать изучать CMOS-базированные решения. Спрос на инженеров с двойной компетенцией (электроника + нейробиология) резко возрастёт.
Для исследователей и врачей: BISC открывает новые возможности для изучения мозга человека и лечения неврологических заболеваний. Сотрудничество с Kampto Neurotech и Columbia/Stanford поможет получить доступ к технологии для клинических испытаний.
Для пациентов: Хотя клинический доступ всё ещё в будущем (2028–2030), появление BISC означает, что парализованные люди, слепые пациенты и люди с эпилепсией смогут вскоре получить эффективное лечение, которое было невозможно раньше.
Заключение: начало эры имплантируемого AI
BISC представляет собой качественный скачок в нейротехнологиях. На протяжении десятилетий инженеры выбирали между инвазивностью и функциональностью. BISC впервые позволяет иметь оба: минимальную инвазивность и максимальную пропускную способность.
Технология опубликована, клинические испытания начались, компания основана и привлекает финансирование. Это означает, что BISC выходит из статуса «лабораторного любопытства» в статус потенциальной клинической реальности.
В 2030 году первые пациенты с парализованными конечностями могут управлять экзоскелетами мыслью. Слепые пациенты могут видеть через искусственное зрение. Люди с эпилепсией могут избежать припадков благодаря предупредительной стимуляции.
BISC — это не только медицинское устройство. Это начало эры, когда человеческий мозг и цифровой интеллект станут прямым образом интегрированы. Это будет одна из самых значительных технологий XXI века.
