Те са малки, безжични сензори без батерия, не по-големи от парче пясък. Но в бъдеще тези сензори за „неврален прах“ могат да бъдат използвани за захранване на протезата, за наблюдение на здравето на органите и проследяване на прогресията на туморите.
Екип от инженери и невролози от Калифорнийския университет в Бъркли работи над технологията от половин десетилетие. Те вече успяха да имплантират сензорите вътре в плъхове, където чрез ултразвук наблюдават нервните и мускулните импулси. Техните изследвания се появяват в списанието Neuron .
„Има много вълнуващи неща, за които това отваря вратата“, казва Мишел Махарбис, професор по инженерство и един от двамата основни автори на изследването.
Невронните сензори за прах, разработени от Махарбиз и неговия съавтор, невронаукът Хосе Кармена, се състоят от пиезоелектричен кристал (който произвежда напрежение в отговор на физическо налягане), свързан към обикновена електронна схема, всички монтирани на малка полимерна платка. Промяната в нервното или мускулното влакно, заобикаляща сензора, променя вибрациите на кристала. Тези колебания, които могат да бъдат уловени чрез ултразвук, дават на изследователите усещане за това, което може да се случва дълбоко в тялото.
Диаграма на невронната прах (UC Berkeley) Изграждането на интерфейси за записване или стимулиране на нервната система, която също ще продължи вътре в тялото в продължение на десетилетия, е дългогодишен пъзел, казва Махарбиз. Много импланти се разграждат след година или две. Някои изискват проводници, които стърчат от кожата. Други просто не работят ефективно. В исторически план учените са използвали радиочестота за комуникация с медицински импланти. Това е добре за по-големите импланти, казва Махарбиз. Но за малки импланти като невронния прах радиовълните са твърде големи, за да работят ефективно. Така че екипът вместо това опита ултразвук, който се оказва, че работи много по-добре.
Движейки се напред, екипът експериментира с изграждането на невронни сензори за прах от различни материали, безопасни за употреба в човешкото тяло. Те също се опитват да направят сензорите много по-малки, достатъчно малки, за да се впишат в нервите. Досега сензорите са били използвани в периферната нервна система и в мускулите, но ако се свият, те потенциално биха могли да бъдат имплантирани директно в централната нервна система или мозъка.
Неврален прах, имплантиран в плъх (UC Berkeley) Необходима беше малка операция за вкарване на сензорите вътре в плъховете. В момента екипът работи с микрохирурзи, за да види какви видове лапароскопски или ендоскопски технологии могат да бъдат най-добри за имплантиране на устройствата по минимално инвазивен начин.
Махарбиз може да мине години, преди технологията да е готова за тестване на хора. Но по пътя, невронният прах има потенциал да бъде използван за захранване на протезата чрез нервни импулси. Парализиран човек теоретично може да контролира компютър или ампутиран може да захранва ръка с помощта на сензорите. Невронният прах може да се използва и за проследяване на здравни данни, като нива на кислород, рН или наличие на някои химични съединения или за наблюдение на функцията на органите. При пациенти с рак сензорите, имплантирани в близост до тумори, могат да следят непрекъснато растежа им.
"Това е нова граница", казва Махарбиз. "Имате просто невероятна сума, която можете да направите."
