El 'polvo neural' nos acerca más al monitoreo de salud en tiempo real implantado

Los ingenieros que desarrollaron el sistema lo llaman "polvo neural". Es un gran nombre. Si alguna vez se cansan de ser innovadores innovadores, probablemente podrían pasar a la comercialización.

El equipo que trabaja en la Universidad de California, Berkeley encabezado por José Carmena, neurocientífico, y Michel Maharbiz, un ingeniero eléctrico, primero teorizó la posibilidad de implantes de tamaño milimétrico, impulsados ​​por ultrasonido, en un artículo de 2013 publicado en la revista. arXiv. Ahora, a través de experimentos de prueba de concepto, pueden haber revolucionado el futuro de los dispositivos de monitoreo médico implantables.

En su artículo publicado en el número de julio de la revista. Neurona, El equipo de Maharbiz describe cómo pudieron conectar sensores pequeños al nervio ciático de una rata para monitorear los impulsos en tiempo real. "El gran 'ah-ha' fue que nos dimos cuenta de que construir un sistema que usara ultrasonido nos permitió construir dispositivos extremadamente pequeños", dice Maharbiz. Inverso. "Los que demostramos eran de un milímetro de tamaño aproximadamente y ahora los estamos miniaturizando de manera agresiva". Aunque minúsculo es genial, no sirve de mucho si no se pueden extraer y usar los datos.

El polvo neural es muy prometedor porque, en palabras de Marharbiz, “su cuerpo es bastante transparente al ultrasonido. Estamos extremadamente emocionados de que el ultrasonido funcionó tan bien como lo hizo. Realmente parece que podrías construir implantes realmente pequeños de esta manera, y parece que puedes modificar el dispositivo para hacer todo tipo de cosas ".

"Podrías colocar estos en cualquier lugar"

Su emoción es palpable cuando se habla de las muchas aplicaciones diferentes que esta tecnología podría adaptar para llevar a cabo: "Podría colocarlas en cualquier lugar y podrían informar cosas que desee medir sobre órganos, como presión, equilibrio de pH y niveles de oxígeno. Podría usarlos para interactuar con una prótesis o proporcionar estimulación nerviosa para tratar los problemas de control de la vejiga y los músculos ”, pero advierte que estos son objetivos a largo plazo.

En el corto plazo, el equipo de Maharbiz ya está trabajando para refinar la capacidad del sensor para leer neuronas individuales, en lugar de los disparos brutos de los grupos nerviosos. También están trabajando para agregar funcionalidad al circuito para crear capacidades de estimulación nerviosa, un paso necesario para crear un sistema de circuito cerrado requerido para las interfaces inalámbricas hombre / máquina.

Tales avances podrían permitir más libertad de movimiento a personas como Erik. No puede mover sus músculos, por lo que la tecnología actual disponible para gente como este Marine no funcionará para él. La opción de interfaz para Erik opera a través de cables roscados a implantes neuronales a través de orificios en su cráneo, lo cual no es ideal. La esperanza es que el polvo neuronal pueda hacer que esos cables queden obsoletos.

Todo esto es posible gracias a los cristales especiales. Estas rocas, llamadas cristales piezoeléctricos, son únicos en que generan una pequeña corriente de electricidad cuando se distorsiona su forma. Otro componente del sistema, un implante ligeramente más grande (0.8x1x3 mm), llamado mote, se coloca justo debajo de la piel y produce las vibraciones de ultrasonido para crear este efecto. Los cristales vibran, distorsionan y alimentan el pequeño circuito del equipo sensorial del tamaño de partículas.

Cuando el circuito registra una acción sobre lo que está monitoreando, invierte el proceso. Realiza una leve alteración en las vibraciones del cristal y eso cambia las ondas de vuelta a través de las ondas de ultrasonido hacia el mote, luego a un transceptor fuera del cuerpo y finalmente a una computadora que procesa la señal, algo así como la forma en que el sonar envía la información a un submarino.

Dado que no hay cables ni fuentes internas de batería, estos dispositivos no dañan el cuerpo ni activan las defensas inmunológicas tanto como la tecnología más grande y actual. Teóricamente, futuras iteraciones de polvo neural podrían permanecer dentro de una persona, pasar desapercibidas, durante años e incluso décadas, y proporcionar información en tiempo real sobre lo que sucede dentro, informando sobre el tratamiento de cualquier número de dolencias.

Dejando de lado todas las aplicaciones de la ciencia ficción y la emoción, Maharbiz advierte un entusiasmo moderado entre las personas interesadas en la tecnología, "Recibo correos electrónicos todo el tiempo, personas que me piden que sea voluntaria". Enfatiza la necesidad de protocolos de seguridad, pruebas de durabilidad y asistencia clínica. Las pruebas y que las habilidades cyborg están muy lejos.

"Si bien las aplicaciones médicas son potencialmente muy grandes, apenas estamos comenzando por este camino". Esta tecnología de primera clase es prometedora, pero estamos muy lejos de los controles de polvo neuronal en nuestra próxima visita al médico.