'Debu Saraf' Mendorong Kami Lebih Dekat dengan Pemantauan Kesehatan Realtime Implan

Para insinyur yang mengembangkan sistem menyebutnya "debu saraf." Itu nama yang bagus. Jika mereka bosan menjadi inovator yang inovatif, mereka mungkin bisa beralih ke pemasaran.

Tim yang bekerja di University of California, Berkeley dipimpin oleh José Carmena, seorang ilmuwan saraf, dan Michel Maharbiz, seorang insinyur listrik, pertama kali berteori kemungkinan implan berukuran milimeter - didukung oleh ultrasound - dalam sebuah makalah 2013 yang diterbitkan dalam jurnal arXiv. Sekarang, melalui eksperimen pembuktian konsep, mereka mungkin telah merevolusi masa depan perangkat pemantauan medis implan.

Dalam makalah mereka diterbitkan dalam jurnal edisi Juli Neuron, Tim Maharbiz menjelaskan bagaimana mereka dapat menghubungkan sensor kecil ke saraf siatik tikus untuk memonitor impuls secara real-time. “'Ah-ha' yang besar adalah kami menyadari bahwa membangun sistem yang menggunakan ultrasound memungkinkan kami membangun perangkat yang sangat kecil,” kata Maharbiz. Terbalik. "Yang kami tunjukkan berukuran kira-kira satu milimeter dan kami secara miniatur secara agresif sekarang." Walaupun mungil itu keren, tidak ada gunanya jika data tidak dapat diekstraksi dan digunakan.

Debu saraf sangat menjanjikan karena, dalam kata-kata Marharbiz, “Tubuh Anda cukup transparan untuk ultrasound. Kami sangat senang ultrasound bekerja dengan baik. Ini benar-benar terlihat seperti Anda dapat membuat implan sangat kecil dengan cara ini, dan semakin terlihat Anda dapat memodifikasi perangkat untuk melakukan segala macam hal. ”

"Anda bisa menempatkan ini di mana saja"

Kegembiraannya teraba ketika berbicara tentang banyak aplikasi berbeda yang dapat disesuaikan oleh teknologi ini: “Anda dapat menempatkan ini di mana saja dan mereka dapat melaporkan kembali hal-hal yang ingin Anda ukur tentang organ, seperti tekanan, keseimbangan pH, dan kadar oksigen. Anda bisa menggunakannya untuk berinteraksi dengan prosthesis atau memberikan stimulasi saraf untuk mengobati masalah kandung kemih dan kontrol otot, ”tetapi dia mengingatkan ini adalah tujuan jangka panjang.

Dalam waktu dekat tim Maharbiz sudah bekerja untuk memperbaiki kemampuan sensor untuk membaca neuron individu, daripada memuntahkan kluster saraf. Mereka juga bekerja untuk menambahkan fungsionalitas ke sirkuit untuk menciptakan kemampuan stimulasi saraf, langkah penting dalam menciptakan sistem loop tertutup yang diperlukan untuk antarmuka manusia / mesin nirkabel.

Terobosan semacam itu dapat memungkinkan lebih banyak kebebasan bergerak bagi orang-orang seperti Erik. Dia tidak dapat menggerakkan ototnya, sehingga teknologi saat ini tersedia untuk orang-orang seperti Marinir ini, tidak akan bekerja untuknya. Opsi antarmuka untuk Erik beroperasi melalui kabel berulir ke implan saraf melalui lubang di tengkoraknya, yang tidak ideal. Harapannya adalah, debu saraf suatu hari nanti bisa membuat kabel itu usang.

Semua ini dimungkinkan oleh kristal khusus. Batuan ini disebut kristal piezoelektrik, Unik karena menghasilkan arus listrik kecil ketika bentuknya terdistorsi. Komponen lain dari sistem, implan yang sedikit lebih besar (0,8x1x3 mm), disebut mote, ditempatkan tepat di bawah kulit dan menghasilkan getaran ultrasonik untuk menciptakan efek ini. Kristal bergetar, mengubah, dan memberi daya pada sirkuit kecil pada peralatan sensorik berukuran partikel.

Ketika sirkuit mendaftarkan tindakan pada apa yang dipantau, sirkuit membalikkan proses. Itu membuat sedikit perubahan pada getaran kristal dan perubahan itu beriak kembali melalui gelombang USG kembali ke mote, kemudian ke transceiver di luar tubuh dan akhirnya komputer yang memproses sinyal - seperti bagaimana sonar mengirim informasi kembali ke sebuah kapal selam.

Karena tidak ada kabel, dan / atau sumber baterai internal, perangkat ini tidak merusak tubuh atau mengaktifkan pertahanan imunologis sebanyak teknologi saat ini, lebih besar. Secara teoritis, iterasi debu saraf di masa depan dapat tetap berada di dalam seseorang, tanpa disadari, selama bertahun-tahun, bahkan puluhan tahun, dan memberikan umpan balik real-time tentang apa yang terjadi di dalam, memberi informasi tentang pengobatan sejumlah penyakit.

Terlepas dari semua kegembiraan dan aplikasi fiksi ilmiah, Maharbiz memperingatkan antusiasme yang tertahan di antara orang-orang yang tertarik pada teknologi, "Saya menerima email setiap saat, orang-orang yang meminta saya untuk menjadi sukarelawan." Dia menekankan perlunya protokol keselamatan, tes daya tahan, dan klinis cobaan dan kemampuan cyborg sangat jauh.

"Walaupun aplikasi medis berpotensi sangat besar, kami baru saja memulai jalan ini." Teknologi yang pertama dari jenisnya ini menjanjikan, tetapi kami jauh dari pemeriksaan debu saraf pada kunjungan dokter berikutnya.