Ang 'Neural Dust' ay Pushes sa Amin Mas malapit sa Implanted Realtime Pagsubaybay sa Kalusugan

Ang mga inhinyero na binuo ng sistema ay tinatawag itong "neural dust." Ito ay isang mahusay na pangalan. Kung sila ay kailanman gulong ng pagiging groundbreaking innovators, maaari silang marahil shift sa marketing.

Ang koponan na nagtatrabaho sa labas ng Unibersidad ng California, Berkeley sa pamumuno ni José Carmena, isang neuroscientist, at si Michel Maharbiz, isang electrical engineer, unang inilahad ang posibilidad ng mga implant na may dami ng milimetro - na pinalakas ng ultrasound - sa isang 2013 na papel na inilathala sa journal arXiv. Ngayon, sa pamamagitan ng mga eksperimento sa patunay-ng-konsepto, maaaring nabagong-buhay nila ang hinaharap ng mga implantable medikal na mga aparato sa pagmamanman.

Sa kanilang papel na inilathala sa isyu ng Hulyo ng journal Neuron, Ang koponan ni Maharbiz ay naglalarawan kung paano sila nakakonekta ng mga maliliit na sensors sa pang-agham na ugat ng daga upang masubaybayan ang mga impulses sa real-time. "Ang malaking 'ah-ha' ay na natanto namin na ang pagbuo ng isang sistema na ginamit ng ultrasound ay nagpahintulot sa amin na bumuo ng mga napakaliit na kagamitan," sabi ni Maharbiz Kabaligtaran. "Ang mga ipinakita namin ay isang milimetro ang laki o higit pa at agresibo naming pinapalitan ang mga ito ngayon." Habang ang maliliit ay cool, hindi gaanong maganda kung ang data ay hindi maaaring makuha at gamitin.

Ang dust ng neural ay napakasiguro dahil, sa mga salita ni Marharbiz, "Ang iyong katawan ay medyo transparent sa ultrasound. Lubos kaming nasasabik na ang ultrasound ay nagtrabaho pati na rin ang ginawa nito. Talagang ang hitsura nito ay maaari kang bumuo ng talagang maliit na implants sa ganitong paraan, at ito ay lalong mukhang maaari mong baguhin ang aparato upang gawin ang lahat ng mga uri ng mga bagay-bagay.

"Maaari mong ilagay ang mga ito kahit saan"

Ang kanyang kagila-gilalas ay nasasabik kapag pinag-uusapan ang maraming iba't ibang mga application na maaaring maisasaayos ng teknolohiyang ito upang maisagawa: "Maaari mong ilagay ang mga ito kahit saan at maaari nilang iulat ang mga bagay na nais mong sukatin ang tungkol sa mga organo, tulad ng presyon, pH na balanse, at mga antas ng oxygen. Maaari mong gamitin ang mga ito upang makipag-ugnayan sa prosthesis o magbigay ng nerve stimulation upang matrato ang mga problema sa pantog at mga problema sa pagkontrol ng kalamnan, "ngunit siya ay nagbabala na ito ay mga pangmatagalang layunin.

Sa malapit na termino ang koponan ng Maharbiz ay nagtatrabaho upang pinuhin ang kakayahan ng sensor na basahin ang mga indibidwal na mga neuron, sa halip na ang mga gross firings ng nerve clusters. Gumagana rin ang mga ito upang madagdagan ang pag-andar sa circuit upang lumikha ng kakayahan ng nerve stimulation, isang kinakailangang hakbang sa paglikha ng closed-loop system na kinakailangan para sa wireless na interface ng man / machine.

Ang ganitong mga breakthroughs ay maaaring magpapahintulot sa higit pang kalayaan sa paggalaw sa mga taong katulad ni Erik. Hindi niya mailipat ang kanyang mga kalamnan, kaya ang kasalukuyang teknolohiyang magagamit sa mga tao tulad ng Marine na ito, ay hindi gagana para sa kanya. Ang opsiyon sa interface para kay Erik ay nagpapatakbo sa pamamagitan ng mga wire na sinulid sa mga impluwensiyang neural sa pamamagitan ng mga butas sa kanyang bungo, na hindi perpekto. Ang pag-asa ay, ang isang dust sa neural ay maaaring gumawa ng mga wires na hindi na ginagamit.

Lahat ng ito ay ginawa ng lahat ng mga espesyal na kristal. Ang mga bato na ito, na tinatawag piezoelectric crystals, ay natatangi sa paggawa ng isang maliit na kasalukuyang ng koryente kapag ang kanilang hugis ay nasira. Ang isa pang bahagi ng sistema, ang isang mas malaki (0.8x1x3 mm) na implant, na tinatawag na isang maliit na butil, ay inilalagay sa ilalim ng balat at naglalabas ng mga vibration sa ultrasound upang makalikha ng ganitong epekto. Ang mga kristal ay nag-vibrate, dumudugo, at nagpapalakas sa maliit na circuit sa particulate-sized na pandinig na kagamitan.

Kapag ang circuit ay nagrerehistro ng isang pagkilos sa kung ano ang pagmamanman nito, binabaligtad nito ang proseso. Gumagawa ito ng bahagyang pagbabago sa mga vibrations ng kristal at na ang pagbabago ng ripples pabalik sa pamamagitan ng mga alon ng ultrasound pabalik sa maliit na butil, pagkatapos sa isang transceiver sa labas ng katawan at sa wakas isang computer na nagproseso ng signal - uri ng tulad ng kung paano sonar nagpapadala ng impormasyon pabalik sa isang submarino.

Dahil walang mga wires, at / o panloob na pinagkukunan ng baterya, ang mga aparatong ito ay hindi makapinsala sa katawan o ma-activate ang immunological defenses gaya ng kasalukuyang, mas malaking teknolohiya. Sa teoritically, ang mga hinaharap na pag-ulit ng neural dust ay maaaring manatili sa loob ng isang tao, hindi napapansin, sa loob ng maraming taon, kahit na mga dekada, at nagbibigay ng real-time na feedback ng kung ano ang nangyayari sa loob, na nagpapaalam sa paggamot sa anumang bilang ng mga karamdaman.

Ang lahat ng mga kaguluhan at mga aplikasyon ng pang-agham, ay pinahihintulutan ni Maharbiz na mahigpit ang sigasig sa mga taong interesado sa teknolohiya, "Nakakakuha ako ng mga email sa lahat ng oras, mga taong hinihiling na magboluntaryo." Binibigyang diin niya ang pangangailangan para sa mga protocol ng kaligtasan, mga pagsubok sa tibay, at clinical mga pagsubok at ang cyborg kakayahan ay isang mahabang paraan off.

"Bagama't ang mga medikal na aplikasyon ay maaaring malaki, ay nagsisimula pa lamang kami sa kalsadang ito." Ang teknolohiyang ito ng unang-ng-uri-uri ay maaasahan, ngunit malayo tayo sa mga check-up ng neural na alikabok sa pagbisita ng aming susunod na doktor.