Valves Starfish wird dieses Jahr einen neuen Gehirnchip auf den Markt bringen

Valve-CEO Gabe Newell wird voraussichtlich über sein Startup Starfish Neuroscience einen neuen Gehirnchip auf den Markt bringen. Die erste Charge dieser Chips wird Ende 2025 erwartet.

Das 2019 gegründete Unternehmen veröffentlichte seinen ersten Blogbeitrag über den neuen Gehirnchip und positionierte sich damit als neuer Konkurrent von Elon Musks Neuralink.

Starfish erklärte, dass der speziell angefertigte Elektrophysiologie-Chip gleichzeitig mit mehreren Hirnregionen interagiert. Das bedeutet, dass der Chip verbundene Hirnareale lesen und beschreiben kann, wodurch es möglich wird, Menschen mit neurologischen Erkrankungen zu helfen.

Starfish stellt einen miniaturisierten Gehirnchip her

Die meisten existierenden Gehirnchips sind recht groß. Jede Seite misst üblicherweise mehr als 5 mm (etwa die Breite zweier übereinanderliegender Cent-Münzen) und kann sogar 10 mm oder mehr erreichen. Zudem verbrauchen solche Chips eine hohe Leistung im Bereich von mehreren zehn Milliwatt (mW).

Starfish gab bekannt, dass der kommende Gehirnchip miniaturisiert und damit deutlich kleiner als erwartet ausfallen wird. Der Chip wird Abmessungen von nur 2 x 4 Millimetern (mm) aufweisen und in einem BGA-Gehäuse (Ball Grid Array) mit einem Rastermaß von 0,3 mm untergebracht sein. Ein BGA ist ein Chip-Träger für integrierte Schaltungen (ICs).

Der Chip arbeitet mit extrem niedrigem Stromverbrauch. Bei normaler Aufzeichnung von Hirnströmen verbraucht er insgesamt nur 1,1 Milliwatt (mW). Das entspricht dem Stromverbrauch einer einzelnen LED oder eines kleinen Temperatursensors.

Durch die Verwendung eines winzigen Chips mit extrem niedrigem Stromverbrauch will Starfish die chirurgischen Auswirkungen von Hirnimplantaten reduzieren.

Zu den weiteren Funktionen gehören die Aufzeichnung neuronaler Aktionspotenziale und lokaler Feldpotenziale (LFPs), also der langsameren, gleichmäßigeren Spannungsschwankungen im Gehirn. Darüber hinaus stimuliert der Chip das Gehirn durch das Aussenden winziger elektrischer Impulse, die zunächst positiv und dann negativ sind – sogenannte biphasische Impulse.

Der Chip verfügt außerdem über 32 Elektrodenanschlüsse, die direkt mit dem Hirngewebe interagieren. Er zeichnet gleichzeitig Signale von 16 dieser Anschlüsse auf. Jeder aktive Kanal tastet mit 18,75 kHz ab, um schnelle neuronale Aktionspotenziale und Wellenformen hochpräzise zu erfassen.

Für die Stimulation jedes Elektrodenpaares wird eine einzige Stromquelle verwendet. Der Gehirnchip überwacht zudem die Impedanz und misst Spannungsänderungen direkt im Chip. Er verarbeitet die Daten digital, erkennt Spannungsspitzen in Echtzeit und überträgt relevante Daten über drahtlose Verbindungen mit geringer Bandbreite. Der Chip wird im 55-nm-Verfahren von TSMC gefertigt, um optimale Größe und Effizienz zu gewährleisten.

Starfish gab bekannt, dass das Unternehmen „an Kooperationspartnern interessiert ist, für die ein solcher Chip neue und spannende Wege eröffnen würde“. Gesucht werden insbesondere Experten aus Bereichen wie drahtloser Kommunikation oder Entwickler von kundenspezifischen implantierbaren neuronalen Schnittstellen. Grundsätzlich ist jedoch jeder, der den Hirnchip für sein Arbeitsgebiet als nützlich erachtet, zur Zusammenarbeit eingeladen.