Oni su maleni, bežični senzori bez baterije, veći od komada pijeska. Ali u budućnosti bi se ti senzori "neuralne prašine" mogli upotrijebiti za pokretanje protetike, praćenje zdravlja organa i praćenje napredovanja tumora.
Tim inženjera i neuroznanstvenica sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley, rade na tehnologiji već pola desetljeća. Sada su uspjeli implantirati senzore unutar štakora, gdje putem ultrazvuka nadziru živčane i mišićne impulse. Njihova se istraživanja pojavljuju u časopisu Neuron .
"Puno je uzbudljivih stvari kojima ovo otvara vrata", kaže Michel Maharbiz, profesor inženjerstva i jedan od dva glavna autora studije.
Neuronski senzori prašine koje su razvili Maharbiz i njegov koautor, neuroznanstvenik Jose Carmena, sastoje se od piezoelektričnog kristala (koji stvara napon kao reakcija na fizički pritisak) spojenog na jednostavan elektronički krug, a sve je montirano na malenoj polimernoj ploči. Promjena živčanog ili mišićnog vlakna koje okružuje senzor mijenja vibracije kristala. Te fluktuacije, koje ultrazvuk može uhvatiti, daju istraživačima osjećaj onoga što se događa duboko u tijelu.
Dijagram neuronske prašine (UC Berkeley) Dugogodišnja zagonetka bila je izgradnja sučelja za snimanje ili poticanje živčanog sustava koje će također trajati unutar tijela desetljećima, kaže Maharbiz. Mnogi se implantati razgrađuju nakon godinu ili dvije. Neki zahtijevaju žice koje strše iz kože. Ostali jednostavno ne rade učinkovito. Povijesno, znanstvenici su koristili radio frekvenciju za komunikaciju s medicinskim implantatima. To je u redu za veće implantate, kaže Maharbiz. Ali za sitne implantate poput neuronske prašine, radio valovi su preveliki da bi djelovali učinkovito. Dakle, tim je umjesto toga pokušao ultrazvuk, koji ispada da djeluje puno bolje.
Krećući se prema naprijed, tim eksperimentira sa stvaranjem neuronskih senzora za prašinu od raznih različitih materijala sigurnih za upotrebu u ljudskom tijelu. Oni također pokušavaju učiniti senzore mnogo manjima, dovoljno malima da se zapravo uklapaju u živce. Do sada su se senzori koristili u perifernom živčanom sustavu i u mišićima, ali, ako su skrćeni, potencijalno bi se mogli implantirati izravno u središnji živčani sustav ili mozak.
Neuralna prašina implantirana u štakora (UC Berkeley) Bila je potrebna manja operacija kako bi se senzori pronašli unutar štakora. Tim trenutno radi s mikrokirurzima kako bi vidjeli koje bi vrste laparoskopske ili endoskopske tehnologije mogle biti najbolje za implantaciju uređaja na minimalno invazivan način.
Mogu proći godine prije nego što tehnologija bude spremna za testiranje na ljudima, kaže Maharbiz. Ali niz put, neuronska prašina može se koristiti za napajanje protetika putem živčanih impulsa. Paralizirana osoba teoretski bi mogla upravljati računarom ili je amputirana snaga mogla upravljati robotom pomoću senzora. Neuralna prašina se također može koristiti za praćenje zdravstvenih podataka, poput razine kisika, pH ili prisutnosti određenih kemijskih spojeva, ili za praćenje rada organa. U bolesnika s rakom, senzori implantirani blizu tumora mogli su stalno pratiti njihov rast.
"To je nova granica", kaže Maharbiz. "To možete učiniti nevjerojatno."
