Det lyder som ren sciencefiction, men muligheden for at flytte ting alene ved tankens kraft er ikke kun noget, der kan lade sig gøre på film. Amerikanske forskere har allerede taget et par gevaldige skridt mod opfindelser, der f. eks. kan gøre hverdagen meget lettere for folk med alvorlige handicap.

En af disse opfindelser er et lille integreret kredsløb, der indopereres i hjernebarken, hvor det omdanner impulser fra barkens neuroner til elektriske impulser. Formålet med kredsløbet er at få tankens kraft, der producerer neuronerne, til at styre eksterne proteser eller lemmer.

De patienter, som er målgruppen, har enten fået amputeret arme eller ben eller har lemmer, som er lammet på grund af brud på rygsøjlen, hvilket forhindrer, at signalerne transmitteres fra hjernebarken gennem rygsøjlen til slutdestinationen.

Nu har et forskerhold fra Electrical Engineering Department ved Stanford University i Californien imidlertid fremstillet en komplet signalprocessor, som foruden en analog-til-digital-konverter også indeholder en trådløs sender, der kan sende de elektriske impulser videre gennem luften, således at den oprindelige vej gennem rygsøjlen undgås.

Det er ikke første gang, at et forskerhold fremstiller en sådan processor. Men det er første gang, at det er lykkedes at få strømforbruget så langt ned, at der ikke længere skal anvendes et batteri. Rent faktisk er forbruget så langt nede, at en spole, som er indbygget, kan inducere nok strøm, til at enheden fungerer. Den chip, som skal indopereres i hjernebarken fylder ikke mere end omkring 4 x 4 mm.

Når tankerne er i ro - og ikke prøver at få en bevægelse til at ske - sendes der signaler, der svarer til omkring 40 Mb/s, men i det øjeblik, at hjernen forsøger at få en bevægelse i gang, fordobles datastrømmen til omkring 80 Mb/s. Umiddelbart ville det være besnærende blot at overføre de 80 Mb/s via det trådløse netværk til omgivelserne, men på grund af den store datamængde, kræver dette alt for meget strøm.

Forskerholdet har derfor besluttet at reducere datamængden ved at implementere en avanceret analog-til-digital-konverter. Denne konverter ser ved første øjekast ud til at være en traditionel 8-bit-konverter, hvilket betyder, at det analoge signal omsættes til en værdi mellem 0 og 255. Imidlertid kræver denne konvertering også en del strøm, idet strømforbruget er proportional med konverterens opløsning.

Derfor har forskerholdet valgt at implementere en konverter med automatisk opløsning fra tre til otte bit. De neuroner, der har den mindste betydning konverteres til tre bit, mens de mest betydningsfulde konverteres til otte bit. Ved samtidig at implementere en signalprocessor, der kombinerer mange af de enslydende værdier til en enkelt gruppe, er det lykkedes at reducere datamængden ganske betydeligt.

Rent faktisk er det lykkedes at skære datastrømmen ned fra 80 Mb/s til kun 20 b/s, hvilket svarer til en faktor på mere end 1.000.000:1. Denne enorme reduktion sker, uden at det går ud over kvaliteten af de data, der leveres videre ved hjælp af det trådløse netværk.

Det bemærkelsesværdige ved denne implementering er, at hver analog kanal har et effektforbrug på mindre end 1 µm , mens det samlede effektforbrug for hele chippen ligger helt nede på 1 mW. Dette meget lave effektforbrug betyder, at energien til at drive chippen kan fremstilles ved hjælp af induktion. Til dette formål har forskerne fremstillet en meget lille spole, som kan ses på figur 3.

Denne spole, der består af 13 bindinger, fremstiller energi nok ved hjælp af induktion til at drive hele processoren.

Det lyder som ren sciencefiction, men muligheden for at flytte ting alene ved tankens kraft er ikke kun noget, der kan lade sig gøre på film. Amerikanske forskere har allerede taget et par gevaldige skridt mod opfindelser, der f. eks. kan gøre hverdagen meget lettere for folk med alvorlige handicap.

Bemærkelsesværdigt er også, at chippen er fremstillet i traditionel CMOS-teknologi, hvilket er den samme teknologi, der anvendes til produktion af mikroprocessorer. Den anvendte proces er en 0,13 nm-teknologi, som processorer blev fremstillet i for et par år siden, hvorfor den uden videre er tilgængelig.

Vi befinder os endnu på forskningsstadiet, men det er meget lovende, at det er lykkedes at reducere datamængden så meget, at den uden videre kan sendes videre via et trådløst netværk, uden at det går ud over kvaliteten af dataopsamlingerne - og uden at der kræves et batteri.

Men det er ikke bare på Stanford University, at neurovidenskaben og smarte ingeniørløsninger kommer til verden.

Andre frontløbere findes blandt andet hos California Institute of Technology, CalTech, der med deres "autonome mikrodriver" (se faktaboks) har udviklet et bud på et af de allerstørste problemer med hensyn til at "tanke-styre", nemlig hvor i hjernen, man skal samle impulserne op.

Også firmaet Cyberkinetics, der har base på den amerikanske østkyst, har taget store skridt på vejen mod at styre f.eks. computere eller kunstige lemmer ved tankens kraft, og selskabet har allerede udført pilotforsøg på mennesker. På nuværende tidspunkt er det lykkedes at få eksterne proteser til at bevæge sig, gribe om objekter som kaffekopper samt at føre dem op til munden og vippe dem, således at patienter har kunnet drikke kaffe alene ved tankens kraft. På længere sigt er det planen at udvide sortimentet og sende elektriske signaler til lamme arme og ben, hvilket - hvis alt går som beregnet - skulle kunne få dem til at bevæge sig præcis som det ville være sket, hvis de havde fået signalerne gennem rygsøjlen.