"Нейронна пил" наближає нас до імплантованого моніторингу здоров'я в реальному часі

Інженери, які розробили цю систему, називають це «нейронним пилом». Це велика назва. Якщо вони коли-небудь стомлюються новаторськими новаторами, вони, ймовірно, можуть перейти до маркетингу.

Команда, що працювала з Каліфорнійського університету, Берклі на чолі з нейрофізіологом Хосе Карменом, і Мішелем Махарбіз, інженером-електриком, вперше теоретизувала можливість імплантатів міліметрового розміру - живлення від ультразвуку - у статті, опублікованій у журналі 2013 року. arXiv. Тепер, за допомогою експериментальних досліджень, вони, можливо, змінили майбутнє імплантованих медичних пристроїв контролю.

У своїй роботі опубліковано в липневому номері журналу Нейрон Команда Maharbiz описує, як їм вдалося з'єднати крихітні датчики зі сідничним нервом щура, щоб контролювати імпульси в реальному часі. "Велика" ах-га "полягала в тому, що ми зрозуміли, що побудова системи, яка використовує ультразвук, дозволила нам побудувати надзвичайно малі пристрої, - розповідає Махарбіз. Обернено. "Те, що ми продемонстрували, були розміром у міліметрі або близько того, і ми зараз агресивно мініатюруємо їх." Хоча крихітна - це не дуже добре, якщо дані не можуть бути вилучені та використані.

Нейронний пил є настільки перспективним, оскільки, за словами Мархарбіза, «Ваше тіло досить прозоре для ультразвуку. Ми дуже раді, що ультразвук розроблений так само добре, як і він. Це дійсно виглядає, як ви могли б побудувати дуже маленькі імплантати таким чином, і це все більше виглядає, як ви могли б змінити пристрій, щоб робити всілякі речі.

"Ви можете розмістити їх будь-де"

Його хвилювання є відчутним, коли мова йде про багато різних застосувань, які можуть бути пристосовані для виконання цієї техніки: «Ви можете розмістити їх у будь-якому місці, і вони можуть повідомити про речі, які ви хочете виміряти, щодо органів, таких як тиск, рН-баланс і рівень кисню. Їх можна використовувати для взаємодії з протезами або для стимулювання нервів для лікування захворювань сечового міхура і м'язового контролю », але він застерігає, що це довгострокові цілі.

У найближчому майбутньому команда компанії Maharbiz вже працює над удосконаленням здатності датчика читати окремі нейрони, а не на великих обстрілах нервових кластерів. Вони також працюють над додаванням функціональних можливостей схеми для створення можливостей стимуляції нервів, що є необхідним кроком у створенні системи з замкнутим контуром, необхідної для бездротових інтерфейсів людина / машина.

Такі прориви могли б дати більше свободи руху людям, таким як Ерік. Він не в змозі рухати м'язи, так що сучасні технології, доступні для людей, як цей морський піхотинці, не працюватимуть для нього. Опція інтерфейсу для Еріка діє через дроти, нарізані на нейронні імплантати через отвори в його черепі, що не є ідеальним. Надія є, нервова пил може одного дня зробити ці провід застарілими.

Все це стало можливим завдяки спеціальним кристалам. Ці скелі називаються п'єзоелектричні кристали, є унікальними в тому, що вони створюють невеликий струм електрики, коли їх форма спотворюється. Ще один компонент системи, трохи більший (0.8x1x3 мм) імплантат, який називається мотиком, розміщується під шкірою і створює ультразвукові коливання для створення цього ефекту. Кристали вібрують, спотворюють і живлять мініатюрну схему на сенсорному обладнанні з розміром частинок.

Коли схема реєструє дію щодо того, що вона контролює, вона скасовує процес. Це робить незначну зміну коливань кристала, і це змінюється через хвилі ультразвуку назад до мотику, потім до трансивера за межами тіла і, нарешті, комп'ютера, який обробляє сигнал - подібно до того, як сонар посилає інформацію назад до підводний човен.

Оскільки немає жодних дротів і / або внутрішніх джерел акумуляторів, ці пристрої не пошкоджують тіло і не активують імунологічну захист, як нинішню, більшу технологію. Теоретично, майбутні ітерації нервової пилу можуть залишатися всередині людини, непомітно, протягом багатьох років, навіть десятиліть, і забезпечувати зворотний зв'язок у реальному часі з тим, що відбувається всередині, повідомляючи про лікування будь-якої кількості захворювань.

Всі захоплення і науково-фантастичні додатки вбік, застереження Maharbiz стримував ентузіазм серед людей, зацікавлених в технології, "я отримую електронні листи весь час, люди просять мене добровільно." Він підкреслює необхідність протоколів безпеки, тести довговічності, і клінічні випробування і що кіборгові здібності далеко.

"Хоча медичні програми потенційно дуже великі, ми тільки починаємо цю дорогу." Цей перший у своєму роді технологій є перспективним, але ми довго далеко від нейронних перевірок пилу під час нашого наступного візиту лікаря.