"Невралната прах" ни бута по-близо до имплантирания мониторинг на здравето в реално време

Инженерите, които са разработили системата, го наричат ​​„нервен прах“. Това е чудесно име. Ако те някога се уморят да бъдат новаторски новатори, вероятно биха могли да преминат към маркетинг.

Екипът на Калифорнийския университет в Бъркли, оглавяван от Хосе Кармена, невролог, и Мишел Махарбис, инженер по електротехника, първоначално теоретизира възможността за импланти с милиметрови размери - захранвани от ултразвук - в статия от 2013 г., публикувана в списанието arXiv, Сега, чрез експерименти с доказателство за концепция, те може да са революционизирали бъдещето на имплантируемите медицински устройства за наблюдение.

В доклада си, публикуван в юлския брой на списанието Neuron Екипът на Maharbiz описва как са успели да свържат малки сензори към седалищния нерв на плъх, за да наблюдават импулсите в реално време. "Големият" ах-ха "беше, че ние осъзнахме, че изграждането на система, която използва ултразвук ни позволи да изградим изключително малки устройства," казва Махариб. обратен, "Онези, които демонстрирахме, бяха с размер около милиметър и сега ги агресивно миниатюризираме." Макар и малък, той не е много полезен, ако данните не могат да бъдат извлечени и използвани.

Невронният прах е толкова обещаващ, защото, по думите на Мархабиз, “Вашето тяло е доста прозрачно за ултразвук. Изключително сме развълнувани, че ултразвукът работи добре, както го направи. Наистина изглежда, че бихте могли да построите наистина малки импланти по този начин и все повече изглежда, че можете да промените устройството, за да правите всякакви неща. ”

"Можете да ги поставите навсякъде"

Неговото вълнение е осезаемо, когато се говори за многото различни приложения, които тази технология може да се адаптира за изпълнение: „Можете да ги поставите навсякъде и те могат да докладват за неща, които искате да измерите за органи, като налягане, рН баланс и нива на кислород. Можете да ги използвате, за да взаимодействате с протези или да осигурите нервна стимулация за лечение на проблеми с пикочния мехур и мускулния контрол, но той предупреждава, че това са дългосрочни цели.

В близко бъдеще екипът на Махарбиз вече работи за усъвършенстване на способността на сензора да чете отделни неврони, а не на брутния изстрел на нервните клъстери. Те също работят за добавяне на функционалност на веригата за създаване на способности за стимулиране на нервите, необходима стъпка в създаването на система със затворен контур, необходима за интерфейсите безжичен човек / машина.

Такива пробиви биха позволили повече свобода на движение на хора като Ерик. Той не е в състояние да движи мускулите си, така че сегашната техника, достъпна за хора като този морски пехотинец, няма да работи за него. Опцията за интерфейс за Ерик работи чрез проводници, свързани с невронни импланти през дупки в черепа му, което не е идеално. Надеждата е, че един нервен прах може един ден да направи тези проводници ненужни.

Всичко това става възможно благодарение на специалните кристали. Тези скали, наречени пиезоелектрични кристали са уникални по това, че генерират малък ток на електроенергия, когато тяхната форма е изкривена. Друг компонент на системата, малко по-голям (0.8x1x3 mm) имплант, наречен молец, се поставя точно под кожата и произвежда ултразвукови вибрации за създаване на този ефект. Кристалите вибрират, изкривяват и захранват малката верига на сензорното оборудване с размер на частиците.

Когато веригата регистрира действие върху това, което наблюдава, тя обръща процеса. Това прави лека промяна на вибрациите на кристала и тази промяна се вълни обратно през вълните на ултразвука обратно към съчицата, след това към трансивър извън тялото и накрая компютър, който обработва сигнала - подобно на това как сонарът изпраща информация обратно към подводница.

Тъй като няма проводници и / или вътрешни източници на батерии, тези устройства не увреждат тялото и не активират имунологичните защити, колкото и настоящите, по-големи технологии. Теоретично, бъдещите повторения на нервната прах могат да останат вътре в човека, незабелязани, в продължение на години, дори десетилетия, и да предоставят обратна информация в реално време за това какво се случва вътре, информирайки за лечението на всякакви болести.

Всички вълнуващи и научно-фантастични приложения, Махарбиз предупреждава, че ентусиазмът сред хората, които се интересуват от технологията, „непрекъснато получавам имейли, хора ме молят да се доброволствам.“ Той подчертава необходимостта от протоколи за безопасност, тестове за трайност и клинични изследвания. изпитания и че киборговите способности са далеч.

"Докато медицинските приложения са потенциално много големи, ние само започваме по този път." Тази първа по рода си технология е обещаваща, но ние сме далеч от невралната проверка на праха при посещението на следващия ни лекар.