„Neurální prach“ nás posouvá blíže k implanto- vanému monitorování zdravotního stavu v reálném čase

Inženýři, kteří systém vyvinuli, ho nazývají „nervovým prachem“. Je to skvělé jméno. Pokud by někdy chtěli být průkopnickými inovátory, mohli by se pravděpodobně přesunout na marketing.

Tým pracující na Kalifornské univerzitě, Berkeley v čele s neurologem José Carmenem, a Michel Maharbiz, elektrotechnik, se v článku z roku 2013, publikovaném v časopise, poprvé dozvěděl o možnosti implantátů v milimetrech - poháněných ultrazvukem arXiv. Díky experimentům s konceptem konceptu mohou mít revoluci budoucnost implantovatelných zdravotnických monitorovacích zařízení.

Ve svém příspěvku publikovaném v červencovém čísle časopisu Neuron Maharbizův tým popisuje, jak byli schopni spojit malé senzory s krysím nervovým nervem, aby sledovali impulsy v reálném čase. „Velkým„ ah-ha “bylo, že jsme si uvědomili, že vybudování systému, který používal ultrazvuk, nám umožnilo vytvořit extrémně malá zařízení,“ říká Maharbiz Inverzní. „Ty, které jsme demonstrovali, byly o milimetrové velikosti, a my je nyní agresivně miniaturizujeme.“ Zatímco malé je chladno, není to moc dobré, pokud data nelze extrahovat a používat.

Neurální prach je tak slibný, že podle slov Marharbiz „Vaše tělo je pro ultrazvuk velmi průhledné. Jsme velmi nadšeni, že ultrazvuk pracoval tak dobře, jak to dělal. Je to opravdu vypadat, že byste mohli postavit opravdu malé implantáty tímto způsobem, a to stále více vypadá, že byste mohli změnit zařízení dělat všechny druhy věcí.

„Mohli byste je umístit kdekoli“

Jeho vzrušení je hmatatelné, když hovoří o mnoha různých aplikacích, které by tato technika mohla být přizpůsobena: „Mohli byste je umístit kdekoli a mohli hlásit věci, které chcete měřit o orgánech, jako je tlak, rovnováha pH a hladiny kyslíku. Mohli byste je použít k interakci s protézami nebo k nervové stimulaci k léčbě problémů s močovým měchýřem a svalovou kontrolou, “varuje však, že se jedná o dlouhodobé cíle.

Maharbizův tým již v blízké době pracuje na zdokonalení schopnosti senzoru číst jednotlivé neurony, spíše než na hrubých výpalech nervových shluků. Pracují také na přidávání funkcí do obvodu, aby se vytvořily schopnosti stimulace nervů, což je nezbytný krok při vytváření systému s uzavřenou smyčkou, který je vyžadován pro bezdrátová rozhraní člověk / stroj.

Takové průlomy by mohly lidem, jako je Erik, umožnit větší svobodu pohybu. Není schopen pohnout svaly, takže současná technika dostupná lidem, jako je tento Marine, pro něj nebude fungovat. Volba rozhraní pro Erik funguje přes dráty navléknuté k nervovým implantátům skrz otvory v lebce, což není ideální. Naděje je, že nervový prach by mohl jednoho dne tyto dráty zastarat.

To vše je možné díky speciálním krystalům. Tyto skály, volal piezoelektrické krystaly, jsou jedinečné v tom, že vytvářejí malý proud elektřiny, když je jejich tvar zkreslený. Další složka systému, o něco větší (0,8x1x3 mm) implantát, zvaný mote, je umístěna těsně pod kůži a vytváří ultrazvukové vibrace, které tento efekt vytvářejí. Krystaly vibrují, zkreslují a pohánějí malý okruh na smyslovém zařízení s částicemi.

Když obvod registruje akci na tom, co monitoruje, obrátí proces. To způsobí nepatrnou změnu vibrací krystalu a ta změna se vlní zpět přes vlny ultrazvuku zpět do mote, pak k transceiveru mimo tělo a nakonec počítač, který zpracovává signál - něco jako sonar posílá informace zpět do ponorka.

Vzhledem k tomu, že neexistují žádné vodiče a / nebo interní zdroje baterií, tato zařízení nepoškozují tělo ani aktivují imunologickou ochranu stejně jako současná, větší technologie. Teoreticky by budoucí iterace nervového prachu mohly zůstat uvnitř člověka, bez povšimnutí, po celá léta, dokonce i desetiletí, a poskytovat zpětnou vazbu o tom, co se děje uvnitř, v reálném čase a informovat o léčbě jakéhokoli počtu onemocnění.

Všechny vzrušení a sci-fi aplikace stranou, Maharbiz varuje zdrženlivým nadšením mezi lidmi, kteří se zajímají o technologii, „dostávám e-maily po celou dobu, lidi, kteří mě žádají, abych se dobrovolně zapojil.“ Zdůrazňuje potřebu bezpečnostních protokolů, testů životnosti a klinických studií. a že kyborgské schopnosti jsou daleko.

„Zatímco lékařské aplikace jsou potenciálně velmi velké, my právě začínáme na této cestě.“ Tato prvotřídní technologie je slibná, ale my jsme daleko od prohlídek nervového prachu při naší další návštěvě lékaře.