'Neural Dust' nas potisne bližje k vsajenemu nadzoru zdravja v realnem času

Inženirji, ki so razvili sistem, to imenujejo »nevralni prah«. To je čudovito ime. Če bi se kdaj utrudili, da bi bili revolucionarni inovatorji, bi verjetno lahko prešli na trženje.

Skupina, ki je delala na univerzi v Berkeleyu pod vodstvom Joséja Carmene, nevroznanstvenika, in Michela Maharbia, inženirja za elektriko, je najprej teoretizirala možnost, da bi implantati velikosti milimetra - ki jih poganja ultrazvok - v dokumentu iz leta 2013, objavljenem v reviji arXiv. Zdaj, z eksperimenti s preverjanjem koncepta, so lahko revolucionirali prihodnost medicinskih pripomočkov za vsaditev.

V svojem prispevku, objavljenem v julijski številki revije Neuron Skupina Maharbiza opisuje, kako so lahko povezali drobne senzorje s podganjim ishiadičnim živcem za nadzor impulzov v realnem času. »Velik« ah-ha »je bil, da smo ugotovili, da je gradnja sistema, ki je uporabljala ultrazvok, omogočila izdelavo zelo majhnih naprav,« pravi Maharbiz. Inverse. "Tisti, ki smo jih pokazali, so bili milimetri velikosti ali tako, in zdaj jih agresivno miniaturiramo." Čeprav je majhna, je to zelo dobro, če podatkov ni mogoče izvleči in uporabiti.

Neuralni prah je tako obetaven, ker, po besedah ​​Marharbiza, »je vaše telo precej pregledno za ultrazvok. Zelo smo veseli, da je ultrazvok tako dobro delal. Resnično izgleda, da bi lahko na ta način zgradili resnično majhne vsadke, in vse bolj se zdi, da bi lahko napravo spreminjali, da bi naredili vse vrste stvari. «

»Lahko jih postavite kjerkoli«

Njegovo razburjenje je otipljivo, ko govorimo o številnih različnih aplikacijah, ki bi jih ta tehnologija lahko prilagodila: »Lahko jih postavite kjerkoli in lahko poročajo o stvareh, ki jih želite meriti o organih, kot so pritisk, pH-ravnotežje in nivoji kisika. Lahko jih uporabite za interakcijo z protezami ali zagotovite stimulacijo živcev za zdravljenje težav z mehurjem in mišicami, «vendar opozarja, da so to dolgoročni cilji.

V bližnji prihodnosti se ekipa Maharbiza trudi izboljšati sposobnost senzorja za branje posameznih nevronov, namesto bruto odpustov živčnih skupin. Prav tako si prizadevajo za dodajanje funkcionalnosti vezju za ustvarjanje zmožnosti za stimulacijo živcev, kar je nujen korak pri ustvarjanju sistema zaprte zanke, ki je potreben za vmesnike brezžičnega človeka / stroja.

Takšni prodori bi lahko ljudem, kot je Erik, omogočili več svobode gibanja. Ne more premakniti mišic, tako da trenutna tehnologija, ki je na voljo ljudem, kot je ta Marine, ne bo delovala zanj. Možnost vmesnika za Erik deluje prek žic, ki se navijejo na živčne vsadke skozi luknje v lobanji, kar ni idealno. Upanje je, da bi lahko neuralni prah neke žice naredil, da bodo te žice zastarele.

Vse to omogočajo posebni kristali. Te skale, imenovane piezoelektrični kristali, so edinstveni, ker ustvarjajo majhen tok električne energije, ko je njihova oblika popačena. Druga komponenta sistema, nekoliko večji (0.8x1x3 mm) vsadek, imenovan mote, je postavljen tik pod kožo in proizvaja ultrazvočne vibracije za ustvarjanje tega učinka. Kristali vibrirajo, izkrivljajo in napajajo majhno vezje na senzorski opremi, ki je velika v delcih.

Ko vezje zabeleži ukrep, ki ga spremlja, obrne postopek. Omogoča rahlo spreminjanje vibracij kristala in ta sprememba se vrne skozi valove ultrazvoka nazaj v rog, nato v oddajnik zunaj telesa in končno računalnik, ki obdeluje signal - nekako podobno, kako sonar pošlje informacije nazaj v podmornica.

Ker ni žic in / ali notranjih virov baterij, te naprave ne poškodujejo telesa in ne aktivirajo imunološke obrambe kot trenutna, večja tehnologija. Teoretično bi lahko prihodnje iteracije nevronskega prahu ostale znotraj osebe, neopažene, leta, desetletja, in zagotovile povratne informacije v realnem času o tem, kaj se dogaja v notranjosti, ter obveščali o zdravljenju kakršnega koli števila bolezni.

Vse vznemirljive in sci-fi aplikacije, Maharbiz opozarja, da zadržuje navdušenje med ljudmi, ki se zanimajo za tehnologijo, »ves čas dobivam e-poštna sporočila, ljudje me prosijo za prostovoljno delo.« Poudarja potrebo po varnostnih protokolih, testih trajnosti in kliničnem testiranju. preizkušnje in da so kiborg sposobnosti daleč.

"Medtem ko so medicinske aplikacije potencialno zelo velike, šele začenjamo to pot." Ta prva tehnologija je obetavna, vendar smo na naslednjem obisku pri zdravniku zelo daleč od nevronskih pregledov prahu.