Jsou to malé bezdrátové senzory bez baterie, které nejsou větší než kousek písku. Ale v budoucnu by tyto senzory „nervového prachu“ mohly být použity k pohonu protetiky, sledování zdraví orgánů a sledování vývoje nádorů.
Tým inženýrů a neurovědců z University of California, Berkeley, pracuje na technologii půl roku. Nyní se jim podařilo implantovat senzory do krys, kde pomocí ultrazvuku monitorují nervové a svalové impulzy. Jejich výzkum se objevuje v časopise Neuron .
"Je tu spousta zajímavých věcí, které to otevírá dveře, " říká Michel Maharbiz, profesor inženýrství a jeden ze dvou hlavních autorů studie.
Senzory nervového prachu vyvinuté Maharbizem a jeho spoluautorem, neurovědcem Jose Carmenou, sestávají z piezoelektrického krystalu (který vytváří napětí v reakci na fyzický tlak) připojeného k jednoduchému elektronickému obvodu, všechny namontované na malé polymerní desce. Změna nervového nebo svalového vlákna obklopující senzor mění vibrace krystalu. Tyto výkyvy, které lze zachytit ultrazvukem, dávají vědcům pocit, co by se mohlo dít hluboko v těle.
Schéma nervového prachu (UC Berkeley) Budování rozhraní pro záznam nebo stimulaci nervového systému, který bude také trvat v těle po celá desetiletí, je dlouhodobou hádankou, říká Maharbiz. Mnoho implantátů se degraduje po roce nebo dvou. Některé vyžadují dráty, které vyčnívají z kůže. Ostatní prostě nefungují efektivně. Vědci historicky využívali ke komunikaci s lékařskými implantáty vysokofrekvenční frekvenci. To je v pořádku pro větší implantáty, říká Maharbiz. Ale pro malé implantáty, jako je nervový prach, jsou rádiové vlny příliš velké, aby fungovaly efektivně. Tým místo toho vyzkoušel ultrazvuk, který dopadá mnohem lépe.
Tým postupuje kupředu a experimentuje s vytvářením senzorů nervového prachu z různých materiálů bezpečných pro použití v lidském těle. Také se pokoušejí udělat senzory mnohem menšími, dostatečně malými, aby se vešly uvnitř nervů. Dosud byly senzory používány v periferním nervovém systému a ve svalech, ale pokud by se zmenšily, mohly by být potenciálně implantovány přímo do centrálního nervového systému nebo mozku.
Neurální prach implantovaný do krysy (UC Berkeley) K tomu, aby se senzory dostali do krys, byla nutná drobná operace. Tým v současné době pracuje s mikroskopy, aby zjistil, jaké druhy laparoskopických nebo endoskopických technologií by mohly být pro implantaci zařízení minimálně invazivním způsobem nejlepší.
Maharbiz říká, že může trvat roky, než bude technologie připravena k testování na lidech. Ale po silnici má nervový prach potenciál k použití k protetice prostřednictvím nervových impulzů. Paralyzovaná osoba mohla teoreticky ovládat počítač nebo amputovaný počítač mohl pomocí senzorů pohánět robotickou ruku. Nervový prach lze také použít ke sledování zdravotních údajů, jako je hladina kyslíku, pH nebo přítomnost určitých chemických sloučenin, nebo ke sledování funkce orgánů. U pacientů s rakovinou mohly senzory implantované blízko nádorů průběžně sledovat jejich růst.
"Je to nová hranice, " říká Maharbiz. "Je tu jen úžasná částka, kterou můžete udělat."
