Neuronski implantat pod kontrolom pametnog telefona unaprijediti će neuroznanosti

Istraživači sa Elektrotehničke škole na KAIST-u razvili su meki neuronski implantat koji se može bežično kontrolirati pomoću pametnog telefona, a čiji se korisni teret (lijekovi i svjetlosni impulsi) mogu prilagoditi neograničeno.

Korištenjem zamjenjivih uložaka s lijekom sličnim Lego-u i niskoenergetske Bluetooth podatkovne veze, implantat može ciljati na određene neurone koji koriste lijekove i svjetlost kroz dugotrajno razdoblje. Studija koju je vodio profesor Jae-Woong Jeong objavljena je u časopisu Nature Biomedical Engineering.

„Ovaj je novi plod naprednog elektroničkog dizajna i moćnog mikro i nanočešća“, objasnio je profesor Jeong. “Zainteresirani smo za daljnji razvoj ove tehnologije kako bismo napravili mozgovni implantat za kliničke primjene.”

Tvrdi se da ova tehnologija značajno zasjenjuje konvencionalne metode koje koriste neuroznanstvenici, a koji obično uključuju krute metalne cijevi i optička vlakna za isporuku lijekova i svjetlosti. Osim što ograničavaju kretanje subjekta zbog glomazne opreme, njihova relativno kruta struktura s vremenom uzrokuje lezije u mekom tkivu mozga, zbog čega ih nisu prikladne za dugotrajnu implantaciju. Iako su uloženi određeni napori za djelomično ublažavanje negativnog odgovora tkiva uključivanjem mekih sondi i bežičnih platformi, prethodna rješenja bila su ograničena nemogućnošću isporuke lijekova kroz duži vremenski period kao i njihovim glomaznim i složenim kontrolnim postavkama.

Da bi postigli kronično bežično davanje lijekova, znanstvenici su morali riješiti kritični izazov iscrpljenosti i isparavanja lijekova. Da bi se borili protiv toga, istraživači su izumili neuralni uređaj s zamjenjivim spremnikom s drogom, što bi neurologima moglo omogućiti proučavanje istih moždanih krugova nekoliko mjeseci, ne brinući se o tome da će ponestati lijekova.

Ti “plug-n-play” ulošci za lijekove sastavljeni su u moždani implantat za miševe s mekom i ultra tankom sondom (debljine ljudske dlake), koja se sastojala od mikrofluidnih kanala i sitnih LED (manjih od zrna soli), za neograničene doze lijekova i laganu dostavu.

Kontrolirano elegantnim i jednostavnim korisničkim sučeljem na pametnom telefonu, neuroznanstvenici mogu lako pokrenuti bilo koju specifičnu kombinaciju ili precizno sekvenciranje isporuke svjetla i lijeka u bilo kojoj implantiranoj ciljnoj životinji, bez potrebe da se fizički nalaze unutar laboratorija. Koristeći ove bežične neuronske uređaje, istraživači također mogu lako postaviti potpuno automatizirane studije na životinjama gdje bi ponašanje jedne životinje moglo utjecati na druge životinje pokretanjem isporuke svjetlosti i/ili lijekova.

“Bežični neuronski uređaj omogućuje kroničnu kemijsku i optičku neuromodulaciju koja nikada prije nije postignuta”, rekao je vodeći autor Raza Qazi, istraživač s KAIST-a i Sveučilišta Colorado Boulder. Ovaj je rad podržan stipendijama Nacionalne fondacije za istraživanje Koreje, Nacionalnog instituta za zdravlje SAD-a, Nacionalnog instituta za zlouporabu droga i Mallinckrodt profesorstva.

Advert

ESD namještaj