So drobni, brezžični senzorji brez baterij, ki niso večji od koščka peska. Toda v prihodnosti bi lahko te senzorje "nevronskega prahu" uporabili za napajanje protetike, spremljanje zdravja organov in spremljanje napredovanja tumorjev.
Skupina inženirjev in nevroznanstvenikov na kalifornijski univerzi Berkeley se s tehnologijo ukvarja že pol desetletja. Zdaj jim je uspelo vsaditi senzorje znotraj podgan, kjer preko ultrazvoka spremljajo živčne in mišične impulze. Njihove raziskave se pojavljajo v reviji Neuron .
"Obstaja veliko vznemirljivih stvari, ki jim to odpira vrata, " pravi Michel Maharbiz, profesor inženirstva in eden glavnih avtorjev študije.
Nevronske senzorje prahu, ki sta jih razvila Maharbiz in njegov soavtor, nevroznanstvenik Jose Carmena, sestavljajo piezoelektrični kristal (ki proizvaja napetost kot odziv na fizični tlak), povezan v preprost elektronski tokokrog, vsi nameščeni na drobni polimerni plošči. Sprememba živčnega ali mišičnega vlakna, ki obdaja senzor, spreminja vibracije kristala. Ta nihanja, ki jih lahko zajame ultrazvok, dajo raziskovalcem občutek, kaj se lahko dogaja globoko v telesu.
Diagram nevronskega prahu (UC Berkeley) Maharbiz pravi, da je gradnja vmesnikov za snemanje ali spodbujanje živčnega sistema, ki bo tudi desetletja trajala znotraj telesa, desetletja. Mnogi vsadki se razkrojijo po letu ali dveh. Nekateri zahtevajo žice, ki štrlijo s kože. Drugi preprosto ne delujejo učinkovito. V preteklosti so znanstveniki uporabljali radijsko frekvenco za komunikacijo z medicinskimi vsadki. To je v redu za večje vsadke, pravi Maharbiz. Toda za drobne vsadke, kot je nevronski prah, so radijski valovi preveliki, da bi lahko učinkovito delovali. Tako je ekipa namesto tega poskušala ultrazvok, kar se izkaže, da deluje veliko bolje.
Ko gremo naprej, ekipa eksperimentira z gradnjo nevronskih senzorjev za prah iz različnih materialov, varnih za uporabo v človeškem telesu. Prav tako poskušajo narediti senzorje veliko manjše, dovolj majhne, da se dejansko prilegajo notranjim živcem. Doslej so se senzorji uporabljali v perifernem živčnem sistemu in v mišicah, vendar bi jih, če bi se skrčili, potenciali neposredno v centralni živčni sistem ali možgane.
Nevronski prah, implantiran podgano (UC Berkeley) Za sprejem senzorjev v podgane je bila potrebna manjša operacija. Ekipa trenutno sodeluje z mikrokirurgi, da bi ugotovila, katere vrste laparoskopskih ali endoskopskih tehnologij bi bile lahko najboljše za vsaditev naprav na minimalno invaziven način.
Maharbiz pravi, da bo morda minilo nekaj let, preden bo tehnologija pripravljena na preskušanje na ljudeh. Toda navzdol lahko nevronski prah uporablja za napajanje protetike z živčnimi impulzi. Paralizirana oseba bi teoretično lahko nadzorovala računalnik ali pa bo amputirana ročica robota napajala senzorje. Nevronski prah se lahko uporablja tudi za sledenje zdravstvenih podatkov, kot so raven kisika, pH ali prisotnost nekaterih kemičnih spojin, ali za spremljanje delovanja organov. Pri bolnikih z rakom bi lahko senzorji, ki so implantirani v bližini tumorjev, stalno spremljali njihovo rast.
"To je nova meja, " pravi Maharbiz. "To lahko storite samo neverjetno."
