DomAktualnościBardzo mały implant może odczytywać i przesyłać sygnały mózgowe

Bardzo mały implant może odczytywać i przesyłać sygnały mózgowe

Wykorzystując światło zamiast połączeń elektrycznych, implant może działać głęboko w mózgu, nie uszkadzając tkanki ani nie wywołując odpowiedzi immunologicznych.





Implant mózgowy mniejszy niż ziarnko soli może bezprzewodowo rejestrować i przesyłać aktywność neuronową przez ponad rok, co stanowi ważny postęp w długoterminowych badaniach nad monitorowaniem mózgu.Urządzenie opracowane przez naukowców z Cornell University nazywa się mikroelektroniczną optoelektroniczną elektrodą bezprzewodową (MOTE).Umożliwia ciągłe śledzenie sygnałów mózgowych bez przewodów i nieporęcznego sprzętu.

Działa przy użyciu nieszkodliwych podczerwonych wiązek lasera, które przechodzą przez tkankę mózgową i zasilają obwód.Ta sama energia świetlna jest również wykorzystywana do przesyłania danych za pomocą maleńkich impulsów światła podczerwonego, które kodują sygnały elektryczne z neuronów.Taka konstrukcja pozwala urządzeniu działać w mózgu bez baterii i kabli, redukując zakłócenia w tkance.

Zbudowana z arsenku galu glinu dioda półprzewodnikowa implantu wychwytuje światło w celu zasilania i emituje je w celu komunikacji.Zawiera również niskoszumny wzmacniacz i enkoder optyczny oparty na standardowej technologii mikrochipów, umożliwiający precyzyjną rejestrację sygnału przy minimalnym zużyciu energii.

Urządzenie jest najpierw testowane w hodowlach komórkowych, a następnie wszczepiane myszom, a jego celem jest obszar mózgu odpowiedzialny za przetwarzanie bodźców sensorycznych z wąsów.Przez rok konsekwentnie rejestruje zarówno impulsy neuronowe, jak i szersze sygnały synaptyczne, a wszystko to przy zachowaniu zdrowia zwierząt.Niewielki rozmiar i bezprzewodowe działanie mają na celu uniknięcie podrażnień powodowanych przez większe elektrody lub włókna optyczne, które mogą wywołać odpowiedź immunologiczną w tkance mózgowej.

Konstrukcja MOTE może również wspierać gromadzenie danych podczas skanów MRI, co nie jest możliwe w przypadku tradycyjnych implantów.Naukowcy planują przystosować system do badań rdzenia kręgowego i ciągłego monitorowania układu nerwowego przy użyciu sztucznych płytek czaszkowych.Pełne badanie ukazało się w czasopiśmie Nature Electronics i podkreśla postęp w kierunku długoterminowych, minimalnie inwazyjnych interfejsów mózg-maszyna.