Apró, vezeték nélküli, elem nélküli érzékelők, amelyek nem haladják meg a homok darabját. De a jövőben ezeket a „neurális por” érzékelőket fel lehet használni a protézisek táplálására, a szervek egészségének monitorozására és a daganatok előrehaladásának nyomon követésére.
A mérnökök és idegtudósok csapata a kaliforniai Berkeley Egyetemen fél évtizedig dolgozott a technológián. Most sikerült beültetniük az érzékelőket a patkányok belsejébe, ahol ultrahang segítségével figyelik az ideg- és izomimpulzusokat. Kutatásuk megjelenik a Neuron folyóiratban.
„Nagyon sok izgalmas dolog van, amivel nyílik az ajtó” - mondja Michel Maharbiz, a mérnöki professzor és a tanulmány két fő szerzője.
A Maharbiz és társszerzője, neurológus, Jose Carmena által kifejlesztett idegi porérzékelők piezoelektromos kristályból állnak (amely a fizikai nyomás hatására feszültséget termel), egy egyszerű elektronikus áramkörhöz csatlakoztatva, mindegyik egy apró polimer táblára van felszerelve. Az érzékelőt körülvevő ideg- vagy izomrost megváltozása megváltoztatja a kristály rezgéseit. Ezek az ingadozások, amelyeket ultrahanggal rögzíthetnek, a kutatóknak megértsék, mi történhet a test mélyén.
Neurális por diagram (UC Berkeley) Az interfészek felépítése az idegrendszer rögzítésére vagy stimulálására, amely évtizedek óta is tart a testben, régóta rejtvénye volt - mondja a Maharbiz. Számos implantátum egy-két év elteltével romlik. Egyeseknek a bőrből kiálló huzalokra van szükségük. Mások egyszerűen nem működnek hatékonyan. A történelem során a tudósok rádiófrekvenciát használták az orvosi implantátumokkal való kommunikációhoz. Nagyobb implantátumok esetén ez rendben van - mondja a Maharbiz. De olyan apró implantátumokhoz, mint az idegi por, a rádióhullámok túl nagyok ahhoz, hogy hatékonyan működjenek. Tehát a csapat ehelyett kipróbálta az ultrahangot, amely kiderült, hogy sokkal jobban működik.
Előrehaladva a csapat kísérletezi az emberi testben biztonságosan használható különféle anyagokból épülő idegi porérzékelők építését. Azt is megpróbálják, hogy az érzékelők sokkal kisebbek legyenek, elég kicsik, hogy valóban beleférjenek az idegekbe. Eddig az érzékelőket a perifériás idegrendszerben és az izmokban használták, de ha összezsugorodnak, akkor potenciálisan beültethetők közvetlenül a központi idegrendszerbe vagy az agyba.
Patkányba implantált idegi por (UC Berkeley) Kisebb műtétre volt szükség az érzékelők bejuttatásához a patkányokban. A csapat jelenleg a mikrosebészekkel dolgozik annak érdekében, hogy megtudja, milyen laparoszkópos vagy endoszkópos technológiák lehetnek a legmegfelelőbbek az eszközök minimális invazív beültetésére.
Előfordulhat, hogy évek eltelte előtt a technológia készen áll az emberi tesztelésre - mondja a Maharbiz. De az úton az idegi por felhasználható a protézisek idegimpulzusokon keresztül történő hajtására. Egy bénult ember elméletileg irányíthatott egy számítógépet, vagy egy amputált pedig az érzékelők segítségével robotkezetet hajthat fel. A neurális por felhasználható az egészségügyi adatok, például az oxigénszint, a pH vagy egyes kémiai vegyületek jelenlétének nyomon követésére, vagy a szervek működésének nyomon követésére. Rákos betegekben a daganatok közelében implantált érzékelők folyamatosan figyelemmel kísérhetik növekedésüket.
„Ez egy új határ” - mondja Maharbiz. "Csak csodálatos összeget tehetsz."
