Είναι μικροσκοπικοί, ασύρματοι, χωρίς μπαταρίες αισθητήρες που δεν είναι μεγαλύτεροι από ένα κομμάτι άμμου. Αλλά στο μέλλον, αυτοί οι αισθητήρες "νευρικής σκόνης" θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να ενεργοποιήσουν την προσθετική, να παρακολουθήσουν την υγεία των οργάνων και να παρακολουθήσουν την εξέλιξη των όγκων.
Μια ομάδα μηχανικών και νευροεπιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, στο Μπέρκλεϊ, εργάζονται για την τεχνολογία εδώ και μισή δεκαετία. Έχουν πλέον καταφέρει να εμφυτεύσουν τους αισθητήρες μέσα σε αρουραίους, όπου παρακολουθούν τους νευρικούς και μυϊκούς παλμούς μέσω υπερήχων. Η έρευνά τους εμφανίζεται στο περιοδικό Neuron .
"Υπάρχουν πολλά συναρπαστικά πράγματα που ανοίγουν την πόρτα", λέει ο Michel Maharbiz, καθηγητής μηχανικής και ένας από τους δύο κύριους συγγραφείς της μελέτης.
Οι αισθητήρες νευρικής σκόνης που αναπτύχθηκαν από τον Maharbiz και τον συν-συγγραφέα του, νευροεπιστήμονα Jose Carmena, αποτελούνται από ένα πιεζοηλεκτρικό κρύσταλλο (που παράγει μια τάση σε απόκριση φυσικής πίεσης) συνδεδεμένο με ένα απλό ηλεκτρονικό κύκλωμα, όλα τοποθετημένα σε ένα μικροσκοπικό πολυμερές πίνακα. Μια αλλαγή στο νεύρο ή τις μυϊκές ίνες που περιβάλλουν τον αισθητήρα αλλάζει τις δονήσεις του κρυστάλλου. Αυτές οι διακυμάνσεις, οι οποίες μπορούν να ληφθούν με υπερήχους, δίνουν στους ερευνητές μια αίσθηση του τι μπορεί να συμβαίνει βαθιά μέσα στο σώμα.
Νευρικό διάγραμμα σκόνης (UC Berkeley) Η οικοδόμηση διεπαφών για την καταγραφή ή την τόνωση του νευρικού συστήματος που θα διαρκέσει επίσης μέσα στο σώμα για δεκαετίες υπήρξε ένα παλιό παζλ, λέει ο Maharbiz. Πολλά εμφυτεύματα υποβαθμίζονται μετά από ένα ή δύο χρόνια. Ορισμένοι χρειάζονται σύρματα που προεξέχουν από το δέρμα. Άλλοι απλά δεν λειτουργούν αποτελεσματικά. Ιστορικά, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ραδιοσυχνότητα για να επικοινωνήσουν με ιατρικά εμφυτεύματα. Αυτό είναι καλό για μεγαλύτερα εμφυτεύματα, λέει ο Maharbiz. Αλλά για μικροσκοπικά εμφυτεύματα όπως η νευρική σκόνη, τα ραδιοκύματα είναι πολύ μεγάλα για να λειτουργούν αποτελεσματικά. Έτσι, η ομάδα προσπάθησε αντ 'αυτού να υποστεί υπερηχογραφήματα, πράγμα που αποδεικνύεται ότι λειτουργεί πολύ καλύτερα.
Προχωρώντας προς τα εμπρός, η ομάδα πειραματίζεται με την κατασκευή αισθητήρων νευρικής σκόνης από μια ποικιλία διαφορετικών υλικών που είναι ασφαλή για χρήση στο ανθρώπινο σώμα. Προσπαθούν επίσης να κάνουν τους αισθητήρες πολύ μικρότερες, αρκετά μικρές ώστε να ταιριάζουν πραγματικά μέσα στα νεύρα. Μέχρι στιγμής, οι αισθητήρες έχουν χρησιμοποιηθεί στο περιφερικό νευρικό σύστημα και στους μύες, αλλά εάν είναι συρρικνωμένοι, θα μπορούσαν ενδεχομένως να εμφυτευτούν απευθείας στο κεντρικό νευρικό σύστημα ή στον εγκέφαλο.
Νευρική σκόνη εμφυτευμένη σε αρουραίο (UC Berkeley) Μικρά χειρουργεία χρειάστηκε για να πάρουν τους αισθητήρες μέσα στους αρουραίους. Η ομάδα αυτή τη στιγμή εργάζεται με μικροχειρουργούς για να δει ποιες είναι οι λαπαροσκοπικές ή ενδοσκοπικές τεχνολογίες που θα ήταν καλύτερο για την εμφύτευση των συσκευών με έναν ελάχιστα επεμβατικό τρόπο.
Μπορεί να είναι χρόνια πριν η τεχνολογία είναι έτοιμη για ανθρώπινες δοκιμές, λέει ο Maharbiz. Αλλά κάτω από το δρόμο, η νευρική σκόνη έχει τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί για να ενεργοποιήσει την προσθετική μέσω νευρικών παρορμήσεων. Ένα παράλυτο άτομο θα μπορούσε θεωρητικά να ελέγξει έναν υπολογιστή ή ένας ακρωτηριασμένος θα μπορούσε να τροφοδοτήσει ένα χέρι ρομπότ χρησιμοποιώντας τους αισθητήρες. Η νευρική σκόνη θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση των δεδομένων υγείας, όπως τα επίπεδα οξυγόνου, το ρΗ ή η παρουσία ορισμένων χημικών ενώσεων, ή για την παρακολούθηση της λειτουργίας των οργάνων. Σε ασθενείς με καρκίνο, αισθητήρες εμφυτευμένοι κοντά σε όγκους θα μπορούσαν να παρακολουθούν την ανάπτυξή τους σε συνεχή βάση.
"Είναι ένα νέο σύνορο", λέει ο Maharbiz. "Υπάρχει απλά ένα εκπληκτικό ποσό που μπορείτε να κάνετε".
