Un team congiunto di ricercatori della Columbia University, Stanford e UPenn ha svelato il BISC, un rivoluzionario chip cerebrale wireless descritto su Nature Electronics. Spesso quanto un capello umano e dotato di ben 65.536 elettrodi, il dispositivo è capace di trasmettere pensieri in tempo reale tramite una connessione a banda larga, eliminando la necessità di batterie interne o cavi transcutanei. I test preclinici su primati hanno dimostrato la stabilità del sistema nel decodificare intenzioni motorie e percezioni visive per mesi. Con il supporto di Kampto Neurotech e l’avvio di studi intraoperatori sull’uomo, questa tecnologia promette di trasformare il trattamento di epilessia, SLA e paralisi, rendendo le interfacce neurali procedure minimamente invasive paragonabili alla chirurgia LASIK.
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Una svolta nell’ingegneria neurale: l’architettura del BISC
Il panorama delle neuroscienze e della bioingegneria ha subito una scossa sismica con la pubblicazione su Nature Electronics, datata 8 dicembre 2025, che dettaglia la creazione del BISC (Bidirectional Interface for Sensing and Control). Sviluppato da una coalizione di eccellenze accademiche che include la Columbia University, la Stanford University e la University of Pennsylvania, questo dispositivo rappresenta un salto quantico rispetto alle tecnologie precedenti.
Il cuore dell’innovazione risiede nella miniaturizzazione estrema e nella densità di integrazione: stiamo parlando di un singolo substrato CMOS flessibile spesso appena 50 micrometri, paragonabile al diametro di un capello umano, che occupa un volume inferiore a 3 mm³. Nonostante le dimensioni microscopiche, gli ingegneri sono riusciti a integrare un array di 65.536 elettrodi organizzati in una matrice 256×256, fabbricati utilizzando la tecnologia TSMC 0.13-μm BCD. Questa architettura non è solo un esercizio di stile ingegneristico, ma una necessità funzionale per posizionare il chip nello spazio subdurale, direttamente sotto la dura madre, riducendo drasticamente l’invasività rispetto alle soluzioni che penetrano il tessuto cerebrale.
Prestazioni elettriche e comunicazione wireless bidirezionale
La vera magia del BISC avviene nel modo in cui gestisce il flusso torrenziale di dati neurali. Il sistema utilizza un sofisticato multiplexing per selezionare e registrare da 1.024 canali attivi simultaneamente, mentre possiede la capacità di stimolare attraverso 16.384 canali. Per garantire la massima fedeltà del segnale, gli elettrodi sono rivestiti in nitruro di titanio, un materiale scelto per la sua eccellente biocompatibilità e bassa impedenza. Gli amplificatori condivisi offrono un guadagno programmabile che varia da 53,7 a 64,2 dB, con filtri passa-alto regolabili tra 4 e 54 Hz, permettendo di catturare con precisione le dinamiche cerebrali. I test di banco hanno rivelato un livello di rumore estremamente contenuto, pari a 7,68 μV RMS in modalità 16×16, confermando la purezza del segnale acquisito.
A differenza delle interfacce tradizionali che richiedono ingombranti connettori percutanei (tethering), il BISC opera in totale libertà wireless. Una stazione relay esterna gestisce sia l’alimentazione tramite induzione, conforme agli standard IEEE, eliminando così la necessità di batterie interne rischiose, sia la comunicazione dati bidirezionale a 100 Mbps via radio ultrawideband. Questo design elimina i classici “canister” cranici, riducendo il rischio di infezioni e migliorando l’accettabilità clinica del dispositivo.
Validazione preclinica: dai suini ai primati non umani
La robustezza del sistema è stata messa alla prova attraverso rigorosi test in vivo. In una prima fase, studi su modelli suini hanno permesso di catturare i potenziali evocati somatosensoriali (SSEP) per un periodo di due settimane, dimostrando la capacità del chip di resistere all’ambiente biologico. Successivamente, la sperimentazione si è spostata sui primati non umani, dove il BISC ha registrato segnali dalle cortecce somatosensoriale, motoria e visiva per oltre due mesi.
I risultati sono stati sorprendenti: il dispositivo è riuscito a tracciare le onde viaggianti gamma, che codificano la posizione degli stimoli visivi, e ha mostrato risposte a immagini naturali con una varianza spiegabile di 0,24 e una correlazione predittiva di 0,69. Questi dati confermano che il BISC può catturare dinamiche cerebrali ad altissima risoluzione spaziotemporale, superando di gran lunga le capacità degli array Utah e Neuropixels in termini di conteggio canali wireless.
L’Intelligenza Artificiale come interprete del pensiero
L’hardware, per quanto avanzato, è solo metà dell’opera; l’altra metà è affidata a sofisticati algoritmi di Intelligenza Artificiale. Il team, che include luminari come Andreas Tolias, ha sviluppato modelli di deep learning basati su architetture ConvNeXt per decodificare i segnali grezzi. Questi algoritmi sono in grado di interpretare l’intento motorio, la percezione visiva e persino il movimento, trasformando l’attività elettrica del cervello in comandi digitali fluidi. Il sistema software integra set di istruzioni specializzati per l’interfacciamento cerebrale, permettendo un addestramento su registrazioni massive. Questa sinergia tra silicio e AI apre la strada a protesi neurali adattive, capaci di ripristinare funzioni perdute con una naturalezza senza precedenti, creando un ponte “seamless” tra la mente biologica e il mondo digitale.
“Studio completo su Nature Electronics”
Applicazioni mediche e prospettive future
Le implicazioni terapeutiche del BISC sono vaste e profonde. La capacità di monitorare e stimolare il cervello in tempo reale offre nuove speranze per il trattamento dell’epilessia farmaco-resistente, permettendo di prevedere e bloccare le crisi prima che si manifestino. Inoltre, la tecnologia promette di restituire la mobilità a pazienti affetti da paralisi, lesioni spinali o SLA, e di ripristinare la vista in persone cieche scrivendo direttamente i segnali visivi nella corteccia. I ricercatori, guidati da figure cliniche come Brett Youngerman, hanno già avviato studi intraoperatori su esseri umani per validare la sicurezza iniziale del dispositivo.
La visione a lungo termine è quella di trasformare l’impianto di interfacce neurali in una procedura di routine, simile alla chirurgia LASIK per gli occhi: veloce, sicura e minimamente invasiva. La commercializzazione è affidata a Kampto Neurotech, che sta preparando la produzione su larga scala sfruttando le tecnologie standard dei semiconduttori. Con il supporto di enti come la DARPA e grant NIH, il BISC non è solo un esperimento accademico, ma un prodotto pronto a ridefinire i confini tra uomo e macchina, ponendo però anche importanti questioni etiche riguardo l’accesso diretto ai dati cerebrali.
Che cos’è il chip BISC e chi lo ha sviluppato?
Il BISC (Bidirectional Interface for Sensing and Control) è un chip cerebrale wireless sviluppato da ricercatori di Columbia, Stanford e UPenn. È spesso 50 micrometri, possiede 65.536 elettrodi e serve a trasmettere e decodificare segnali neurali in tempo reale.
Quali patologie potrebbe curare il dispositivo BISC?
Grazie alla sua capacità di leggere e stimolare l’attività cerebrale, il BISC è progettato per trattare condizioni come epilessia, paralisi, SLA, lesioni del midollo spinale, ictus e cecità, ripristinando funzioni motorie e sensoriali.
Come viene alimentato il chip se non ha batterie?
Il BISC elimina i rischi associati alle batterie interne utilizzando un sistema di alimentazione induttiva wireless gestito da una stazione relay esterna, che si occupa anche della trasmissione dati bidirezionale ad alta velocità.
Il chip BISC è già stato testato sugli esseri umani?
Dopo test preclinici di successo su maiali e primati non umani durati fino a due mesi, sono iniziati studi intraoperatori su pazienti umani per validare la sicurezza e la stabilità del dispositivo in un contesto clinico reale.
