"Durerea neuronală" ne împinge mai aproape de implantarea monitorizării sănătății în timp real

Inginerii care au dezvoltat sistemul îl numesc "praf neural". Este un nume grozav. Dacă se vor plictisi de a fi inovatori inovatoare, ar putea trece probabil la marketing.

Echipa care lucrează la Universitatea din California, Berkeley, condusă de neurologul José Carmena și Michel Maharbiz, inginer electric, a teoretizat mai întâi posibilitatea implanturilor cu dimensiuni milimetrice - cu ultrasunete - într-o lucrare publicată în revista din 2013 arXiv. Acum, prin experimente de tip proof-of-concept, acestea ar fi putut revoluționa viitorul dispozitivelor implantabile de monitorizare medicală.

În lucrarea publicată în numărul din iulie al revistei Neuron, Echipa lui Maharbiz descrie modul în care au reușit să conecteze senzorii mici la nervul sciatic al unui șobolan pentru a monitoriza impulsurile în timp real. "Marele" ah-ha "a fost că am realizat că construirea unui sistem care a folosit ultrasunete ne-a permis să construim dispozitive extrem de mici", spune Maharbiz Invers. "Cei pe care i-am demonstrat au fost de un milimetru în dimensiune sau așa și suntem agresiv miniaturizându-i acum." În timp ce micul este rece, nu face prea bine dacă datele nu pot fi extrase și folosite.

Praful neural este atât de promițător, deoarece, în cuvintele lui Marharbiz, "Corpul tău este destul de transparent pentru ultrasunete. Suntem foarte entuziasmați de faptul că ultrasunetele s-au descurcat la fel de bine. Chiar arata ca ai putea construi implante foarte mici in acest fel si se pare ca ai putea sa modifici dispozitivul sa faca tot felul de lucruri ".

"Ai putea să le așezi oriunde"

Excitarea lui este palpabilă atunci când vorbim despre numeroasele aplicații pe care acest tehnic ar putea fi adaptate pentru a le face: "Puteți să le puneți oriunde și pot raporta lucrurile pe care doriți să le măsurați despre organe, cum ar fi presiunea, echilibrul pH-ului și nivelurile de oxigen. Le-ar putea folosi pentru a interacționa cu proteze sau pentru a oferi stimulare nervoasă pentru a trata problemele de control al vezicii urinare și ale mușchilor ", dar avertizează că acestea sunt obiective pe termen lung.

Pe termen scurt echipa lui Maharbiz lucrează deja pentru a îmbunătăți capacitatea senzorului de a citi neuronii individuali, mai degrabă decât arderea brută a clusterelor nervoase. De asemenea, lucrează pentru a adăuga funcționalități circuitului pentru a crea capabilități de stimulare nervoasă, un pas necesar pentru crearea unui sistem de buclă închisă necesar pentru interfețele fără fir om / mașină.

Astfel de progrese ar putea permite o mai mare libertate de mișcare oamenilor ca Erik. El nu este în stare să-și miște mușchii, așa că tehnica curentă disponibilă oamenilor ca acest Marin nu va funcționa pentru el. Opțiunea de interfață pentru Erik operează prin fire prinse în implanturi neurale prin găurile din craniu, ceea ce nu este ideal. Speranța este că praful neural ar putea într-o bună zi să facă firele învechite.

Toate acestea sunt făcute posibile prin cristale speciale. Aceste roci, numite cristale piezoelectrice, sunt unice prin faptul că generează un mic curent de energie electrică atunci când forma lor este distorsionată. O altă componentă a sistemului, un implant ușor mai mare (0.8x1x3 mm), numit mote, este plasat chiar sub piele și produce vibrațiile cu ultrasunete pentru a crea acest efect. Cristalele vibrează, distorsionează și alimentează circuitul mic pe echipamentul senzorial de dimensiuni particulare.

Când circuitul înregistrează o acțiune asupra a ceea ce monitorizează, aceasta inversează procesul. Ea face o ușoară modificare a vibrațiilor cristalului și această schimbare revine înapoi prin valurile de ultrasunete înapoi la mote, apoi la un transmițător în afara corpului și în final un computer care procesează semnalul - cum ar fi modul în care sonarul trimite informația înapoi la submarin.

Deoarece nu există cabluri și / sau surse interne de baterii, aceste dispozitive nu distrug corpul și nu activează apărarea imunologică la fel de mult ca tehnologia actuală și mai mare. Teoretic, iterațiile viitoare ale prafului neural ar putea să rămână în interiorul unei persoane, neobservate, de ani de zile și chiar de câteva decenii, și să furnizeze feedback în timp real despre ceea ce se întâmplă în interior, informând cu privire la tratamentul oricărui număr de afecțiuni.

Toate aplicațiile de entuziasm și sci-fi, Maharbiz atrage atenția asupra entuziasmului restrâns în rândul oamenilor interesați de tehnologie, "primesc e-mail-uri tot timpul, oameni care mă cer să se angajeze voluntar." El subliniază necesitatea protocoalelor de siguranță, încercări și că abilitățile cyborg sunt departe.

"În timp ce aplicațiile medicale sunt potențial foarte mari, începem doar acest drum." Această tehnologie de primă clasă este promițătoare, dar suntem departe de examinările prafului neural de la vizita următorului nostru doctor.