Ne ovat pieniä, langattomia, akkuja käyttämättömiä antureita, jotka eivät ole suurempia kuin pala hiekkaa. Mutta tulevaisuudessa näitä "hermo pöly" -antureita voitaisiin käyttää proteesien tehostamiseen, elinten terveyden seurantaan ja kasvainten etenemisen seuraamiseen.
Ryhmä insinöörejä ja neurotieteilijöitä Kalifornian yliopistossa, Berkeley, ovat työskennelleet tekniikan parissa puoli vuosikymmentä. Nyt he ovat onnistuneet istuttamaan anturit rottien sisällä, missä he seuraavat hermo- ja lihasimpulsseja ultraäänellä. Heidän tutkimuksensa ilmestyvät Neuron- lehdessä.
"Siellä on paljon jännittäviä asioita, jotka avaavat oven", sanoo tekniikan professori Michel Maharbiz, yksi tutkimuksen kahdesta pääkirjailijasta.
Maharbizin ja hänen avustajansa, neurotieteilijän Jose Carmenan kehittämät hermostopölyanturit koostuvat pietsosähköisestä kidestä (joka tuottaa jännitteen vastauksena fyysiseen paineeseen), joka on kytketty yksinkertaiseen elektroniseen piiriin, joka kaikki on asennettu pieneen polymeerilevyyn. Anturin ympäröivän hermo- tai lihaskuidun muutos muuttaa kiteen värähtelyä. Nämä vaihtelut, jotka voidaan vangita ultraäänellä, antavat tutkijoille käsityksen siitä, mitä voi tapahtua syvällä kehossa.
Neuropölykaavio (UC Berkeley) Rajapintojen rakentaminen hermojärjestelmän tallentamiseksi tai stimuloimiseksi, joka kestää myös kehon sisällä vuosikymmenien ajan, on ollut jo pitkään ollut palapeli, Maharbiz sanoo. Monet implantit hajoavat vuoden tai kahden kuluttua. Jotkut vaativat johtimia, jotka työntyvät iholta. Toiset eivät yksinkertaisesti toimi tehokkaasti. Historiallisesti tutkijat ovat käyttäneet radiotaajuutta kommunikoidakseen lääketieteellisten implanttien kanssa. Tämä sopii isoille implantteille, Maharbiz sanoo. Mutta pienille implantteille, kuten hermo pölylle, radioaallot ovat liian suuria toimimaan tehokkaasti. Joten joukkue yritti sen sijaan ultraääntä, joka osoittautui toimivaksi paljon paremmin.
Edelleen eteenpäin joukkue kokeilee hermojen pölyanturien rakentamista useista erilaisista ihmiskehossa käytettävistä materiaaleista. He yrittävät myös tehdä antureista paljon pienempiä, tarpeeksi pieniä, jotta ne todella mahtuvat hermojen sisälle. Toistaiseksi antureita on käytetty ääreishermostossa ja lihaksissa, mutta kutistuessaan ne voisivat implantoitua suoraan keskushermostoon tai aivoihin.
Rottaan istutettu hermo pöly (UC Berkeley) Anturien saamiseksi rottien sisälle tarvittiin vähäistä leikkausta. Ryhmä työskentelee parhaillaan mikrokirurgien kanssa selvittääkseen, millaiset laparoskooppiset tai endoskooppiset tekniikat voisivat olla parhaita laitteiden istuttamiseksi minimaalisesti invasiivisella tavalla.
Voi olla vuosia, ennen kuin tekniikka on valmis ihmisten testaamiseen, Maharbiz sanoo. Mutta tiellä hermopölyä voidaan käyttää proteesien lisäämiseen hermoimpulssien kautta. Halvaantunut henkilö voisi teoreettisesti hallita tietokonetta tai amputoitu saa virran robotin käteen antureiden avulla. Neuraalipölyä voidaan käyttää myös seuraamaan terveystietoja, kuten happitasoja, pH: ta tai tiettyjen kemiallisten yhdisteiden läsnäoloa, tai seuraamaan elinten toimintaa. Syöpäpotilailla kasvainten lähellä implantoidut anturit voisivat seurata niiden kasvua jatkuvasti.
"Se on uusi raja", Maharbiz sanoo. "Voit tehdä vain uskomattoman paljon."
