'Neural Dust' tlačí nás bližšie k implantované monitorovanie v reálnom čase

Inžinieri, ktorí vyvinuli systém, ho nazývajú „nervovým prachom“. Je to skvelé meno. Ak by sa niekedy pustili do prelomových inovátorov, mohli by sa pravdepodobne presunúť na marketing.

Tím pracujúci na Kalifornskej univerzite v Berkeley na čele s neurológom José Carmenou a elektrotechnikom Michelom Maharbizom, sa v článku z roku 2013 uverejnenom v časopise v roku 2013 prvýkrát dozvedeli o možnosti implantácie v milimetroch. arxiv, Prostredníctvom experimentálnych pokusov o overenie koncepcie môžu mať revolúciu v budúcnosti implantovateľných zdravotníckych monitorovacích zariadení.

Vo svojom príspevku uverejnenom v júlovom čísle časopisu neurón Maharbizov tím opisuje, ako boli schopní pripojiť malé senzory k sedaciemu nervu potkana, aby sledovali impulzy v reálnom čase. „Veľkou„ ha-ha “bolo, že sme si uvedomili, že vybudovanie systému, ktorý používal ultrazvuk, nám umožnilo vybudovať extrémne malé zariadenia,“ hovorí Maharbiz obrátený, „Tie, ktoré sme demonštrovali, boli o milimetre veľké, a my ich teraz agresívne miniaturizujeme.“ Aj keď je maličká, je to veľmi dobré, ak sa údaje nedajú extrahovať a používať.

Neurálny prach je tak sľubný, že podľa slov Marharbiz „Vaše telo je pre ultrazvuk dosť transparentné. Sme veľmi nadšení, že ultrazvuk pracoval tak dobre, ako to robil. Je to naozaj vyzerať, že by ste mohli stavať naozaj malé implantáty týmto spôsobom, a to čoraz viac vyzerá, že by ste mohli zmeniť zariadenie robiť všetky druhy vecí.

„Môžete ich umiestniť kdekoľvek“

Jeho vzrušenie je hmatateľné, keď hovoríme o mnohých rôznych aplikáciách, ktoré by táto technológia mohla prispôsobiť: „Tie by ste ich mohli umiestniť kdekoľvek a mohli by hlásiť veci, ktoré chcete merať o orgánoch, ako je tlak, rovnováha pH a hladiny kyslíka. Mohli by ste ich použiť na interakciu s protézami alebo na stimuláciu nervov na liečbu problémov s močovým mechúrom a svalovou kontrolou, “varuje však, že sú to dlhodobé ciele.

V blízkej dobe Maharbizov tím pracuje na spresnení schopnosti senzora čítať jednotlivé neuróny a nie hrubých výbojov nervových zhlukov. Pracujú tiež na pridaní funkčnosti okruhu, aby sa vytvorili schopnosti stimulácie nervov, čo je nevyhnutný krok pri vytváraní systému s uzavretou slučkou potrebného pre bezdrôtové rozhrania človek / stroj.

Takéto prielomy by umožnili väčšiu slobodu pohybu ľuďom ako Erik. Nemôže pohnúť svaly, takže súčasná technológia, ktorá je k dispozícii ľuďom, ako je tento Marine, nebude pracovať pre neho. Možnosť rozhrania pre Erik funguje cez drôty navlečené na nervové implantáty cez otvory v lebke, čo nie je ideálne. Nádejou je, že neurálny prach by jedného dňa mohol tieto káble zastarať.

To všetko je možné vďaka špeciálnym kryštálom. Tieto skaly, volal piezoelektrické kryštály, sú jedinečné tým, že vytvárajú malý prúd elektriny, keď je ich tvar narušený. Ďalšia zložka systému, o niečo väčší (0,8x1x3 mm) implantát, nazývaný mote, je umiestnená tesne pod kožu a vytvára ultrazvukové vibrácie, ktoré vytvárajú tento efekt. Kryštály vibrujú, narúšajú a napájajú maličký okruh na senzorickom zariadení veľkosti častíc.

Keď okruh zaregistruje akciu o tom, čo monitoruje, obráti proces. To robí mierne zmeny na vibrácie kryštálu a že zmena vlnky späť cez vlny ultrazvuku späť na mote, potom na transceiver mimo telo a nakoniec počítač, ktorý spracováva signál - niečo ako sonar posiela informácie späť na ponorky.

Keďže neexistujú žiadne vodiče a / alebo interné zdroje batérií, tieto zariadenia nepoškodzujú telo ani neaktivujú imunologickú ochranu rovnako ako súčasná, väčšia technológia. Teoreticky by budúce iterácie nervového prachu mohli zostať vo vnútri človeka, bez povšimnutia, celé roky, dokonca aj desaťročia, a poskytovať spätnú väzbu o tom, čo sa deje vo vnútri, v reálnom čase, informujúc o liečbe akéhokoľvek ochorenia.

Všetky vzrušujúce a sci-fi aplikácie stranou, Maharbiz varuje zdržanlivosť nadšenie medzi ľuďmi, ktorí sa zaujímajú o technológiu, "Dostávam e-maily po celú dobu, ľudia žiadajú, aby som dobrovoľne." Zdôrazňuje potrebu bezpečnostných protokolov, testov životnosti a klinických a že kyborgské schopnosti sú ďaleko.

„Aj keď sú medicínske aplikácie potenciálne veľmi veľké, práve začíname na tejto ceste.“ Táto prvotriedna technológia je sľubná, ale sme ďaleko od prehliadok nervového prachu pri našej nasledujúcej návšteve lekára.