'Bụi thần kinh' đẩy chúng ta đến gần hơn để theo dõi sức khỏe theo thời gian thực được cấy ghép

Các kỹ sư đã phát triển hệ thống này gọi nó là bụi thần kinh. Nếu họ mệt mỏi vì trở thành những nhà đổi mới đột phá, có lẽ họ có thể chuyển sang tiếp thị.

Nhóm nghiên cứu của Đại học California, Berkeley, đứng đầu là Jose Carmena, một nhà thần kinh học, và Michel Maharbiz, một kỹ sư điện, lần đầu tiên đưa ra giả thuyết về khả năng cấy ghép cỡ milimet - được cung cấp bởi siêu âm - trong một bài báo năm 2013 được đăng trên tạp chí arXiv. Bây giờ, thông qua các thí nghiệm bằng chứng về khái niệm, họ có thể đã cách mạng hóa tương lai của các thiết bị theo dõi y tế cấy ghép.

Trong bài báo của họ được xuất bản trong số tháng bảy của tạp chí Thần kinh, Nhóm Maharbiz, mô tả cách họ có thể kết nối các cảm biến nhỏ với dây thần kinh tọa chuột chuột để theo dõi các xung trong thời gian thực. Mạnh’ah-ha, chúng tôi nhận ra rằng việc xây dựng một hệ thống sử dụng siêu âm cho phép chúng tôi chế tạo các thiết bị cực kỳ nhỏ Nghịch đảo. Những cái mà chúng tôi đã chứng minh có kích thước bằng một milimet và chúng tôi đang tích cực thu nhỏ chúng ngay bây giờ. Trong khi nhỏ bé thì tuyệt vời, nó không làm được gì nhiều nếu dữ liệu có thể được trích xuất và sử dụng.

Bụi thần kinh rất hứa hẹn bởi vì, theo lời của Marharbiz, cơ thể của bạn khá trong suốt để siêu âm. Chúng tôi rất vui mừng khi siêu âm làm việc tốt như nó đã làm. Nó thực sự trông giống như bạn có thể xây dựng các bộ cấy ghép thực sự nhỏ theo cách này và ngày càng có vẻ như bạn có thể sửa đổi thiết bị để làm tất cả mọi thứ.

Bạn có thể đặt những nơi này

Sự phấn khích của anh ta có thể cảm nhận được khi nói về nhiều ứng dụng khác nhau mà công nghệ này có thể được điều chỉnh để thực hiện: Bạn có thể đặt chúng ở bất cứ đâu và họ có thể báo cáo lại những thứ bạn muốn đo về các cơ quan, như áp suất, cân bằng pH và mức oxy. Bạn có thể sử dụng chúng để tương tác với chân giả hoặc cung cấp sự kích thích thần kinh để điều trị các vấn đề kiểm soát bàng quang và cơ bắp, nhưng ông cảnh báo đây là những mục tiêu dài hạn.

Trong nhóm Maharbiz, sắp tới, nhóm nghiên cứu đã sẵn sàng tinh chỉnh khả năng cảm biến để đọc các nơ-ron riêng lẻ, thay vì các khối thần kinh thô. Họ cũng đang làm việc để thêm chức năng vào mạch để tạo ra khả năng kích thích thần kinh, một bước cần thiết trong việc tạo ra một hệ thống vòng kín cần thiết cho giao diện người / máy không dây.

Những đột phá như vậy có thể cho phép tự do chuyển động hơn đối với những người như Erik. Anh ta không thể di chuyển các cơ bắp của mình, vì vậy công nghệ hiện tại dành cho những người như Marine này, đã giành được công việc cho anh ta. Tùy chọn giao diện cho Erik hoạt động thông qua các dây được luồn vào dây thần kinh cấy ghép qua các lỗ trên hộp sọ của anh ta, điều này không lý tưởng. Hy vọng là, bụi thần kinh một ngày nào đó có thể làm cho những sợi dây đó trở nên lỗi thời.

Tất cả điều này được thực hiện bởi các tinh thể đặc biệt. Những tảng đá này, được gọi là tinh thể áp điện, là duy nhất ở chỗ chúng tạo ra một dòng điện nhỏ khi hình dạng của chúng bị biến dạng. Một thành phần khác của hệ thống, bộ cấy lớn hơn một chút (0,8x1x3 mm), được gọi là vi khuẩn, được đặt ngay dưới da và tạo ra các rung động siêu âm để tạo hiệu ứng này. Các tinh thể rung động, bóp méo và cung cấp năng lượng cho mạch nhỏ trên thiết bị cảm giác cỡ hạt.

Khi mạch đăng ký một hành động về những gì nó theo dõi, nó sẽ đảo ngược quá trình. Nó tạo ra một sự thay đổi nhỏ đối với các rung động của tinh thể và thay đổi gợn sóng qua sóng siêu âm trở lại vi trần, sau đó đến một máy thu phát bên ngoài cơ thể và cuối cùng là một máy tính xử lý tín hiệu - giống như cách sonar gửi thông tin trở lại tàu ngầm.

Vì không có dây và / hoặc nguồn pin bên trong, các thiết bị này không làm hỏng cơ thể hoặc kích hoạt hệ thống phòng thủ miễn dịch nhiều như công nghệ hiện tại, lớn hơn. Về mặt lý thuyết, các lần lặp lại trong tương lai của bụi thần kinh có thể vẫn còn bên trong một người, không được chú ý, trong nhiều năm, thậm chí nhiều thập kỷ, và cung cấp phản hồi thời gian thực về những gì diễn ra bên trong, thông báo về việc điều trị bất kỳ số bệnh nào.

Tạm gác tất cả sự phấn khích và các ứng dụng khoa học viễn tưởng, Maharbiz cảnh báo sự nhiệt tình của những người quan tâm đến công nghệ, tôi đang nhận email mọi lúc, mọi người yêu cầu tôi tình nguyện. Trả lời ông nhấn mạnh sự cần thiết của các giao thức an toàn, kiểm tra độ bền và lâm sàng các thử nghiệm và khả năng của cyborg là một chặng đường dài.

Trong khi các ứng dụng y tế có tiềm năng rất lớn, chúng tôi mới bắt đầu con đường này. Công nghệ đầu tiên này rất hứa hẹn, nhưng chúng tôi đã cách xa kiểm tra bụi thần kinh trong chuyến thăm bác sĩ tiếp theo của chúng tôi.