Cercetătorii de la Universitatea Cornell și colaboratorii lor au dezvoltat un implant neural atât de mic încât poate sta pe un bob de sare, dar care poate transmite wireless date despre activitatea cerebralătimp de peste un an, anunță MedicalXpress.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Dispozitivul, detaliat în Nature Electronics, demonstrează că sistemele microelectronice pot funcționa la o scară fără precedent, ceea ce deschide noi posibilități pentru monitorizarea neuronală, senzori bio-integrați și alte aplicații.
Implantul, numit electrod optoelectronic fără fir la scară microscopica (MOTE), a fost dezvoltat în comun de Alyosha Molnar, profesor la Facultatea de Inginerie Electrică și Calculatoare, și Sunwoo Lee, profesor asistent la Universitatea Tehnologică Nanyang.
Cum funcționează MOTE
Alimentat de raze laser roșii și infraroșii care trec inofensiv prin țesutul cerebral, MOTE transmite datele înapoi cu ajutorul unor impulsuri minuscule de lumină infraroșie, care codifiă semnalele electrice ale creierului.
O diodă semiconductoare din galiu și aluminiu captează energia luminoasă pentru a alimenta circuitul și emite lumină pentru a comunica datele. Suportul include un amplificator cu zgomot redus și un codificator optic construit cu aceeași tehnologie semiconductoare folosită în microcipurile obișnuite.
MOTE are aproximativ 300 microni lungime și 70 microni lățime.
„Din câte știm, acesta este cel mai mic implant neural care poate măsura activitatea electrică din creier și apoi să o transmită fără fir. Folosind modularea poziției impulsurilor pentru cod—același cod utilizat în comunicațiile optice pentru sateliți, de exemplu, putem folosi foarte puțină energie pentru a comunica și totuși să obținem datele cu succes”, a declarat Molnar.
Cercetătorii au testat mai întâi MOTE în culturi celulare și apoi l-au implantat în cortexul unor cobai, în regiunea creierului care procesează informațiile senzoriale de la mustăți. Pe parcursul unui an, implantul a înregistrat cu succes atât impulsurile electrice ale neuronilor, cât și tipare mai largi de activitate sinaptică, toate acestea în timp ce șoarecii au rămas sănătoși și activi.
Tehnologia ar putea fi adaptată și pentru alte țesuturi
„Unul dintre motivele pentru dezvoltarea acestui dispozitiv este că electrozii tradiționali și fibrele optice pot irita creierul. Țesutul se mișcă în jurul implantului și poate declanșa un răspuns imunitar. Scopul nostru a fost să facem dispozitivul suficient de mic pentru a minimiza această perturbare, dar să captăm activitatea cerebrală mai rapid decât sistemele de imagistică, fără a modifica genetic neuronii pentru imagistică”, a subliniat Molnar.
Molnar a adăugat că compoziția materialului MOTE ar putea permite colectarea înregistrărilor electrice din creier în timpul scanărilor RMN, ceea ce nu este fezabil cu implanturile actuale. Tehnologia ar putea fi adaptată și pentru alte țesuturi, cum ar fi măduva spinării, și chiar combinată cu inovații viitoare, precum dispozitive optoelectronice integrate în plăci craniene artificiale.
