Saç teli büyüklüğündeki beyin implantı sinirbilimde devrim yaratabilir

Saç teli büyüklüğündeki beyin implantı sinirbilimde devrim yaratabilir

Cornell Üniversitesi'nde geliştirilen yeni bir beyin implantı, bilim insanlarının sinirsel aktiviteyi izleme biçimini değiştirebilir. Bir tuz tanesinden biraz daha büyük olan cihaz, beyin sinyallerini kablo veya hantal ekipman olmadan kaydedip iletiyor; bu da daha güvenli ve daha uzun ömürlü sinirsel arayüzlere doğru atılmış önemli bir adım.

Dünyanın en küçük beyin implantı

Mikro ölçekli optoelektronik bağlantısız elektrot veya MOTE, yalnızca 300 mikron uzunluğunda ve 70 mikron genişliğinde; yani kabaca bir insan saç teli genişliğinde. Boyutuna rağmen beyin aktivitesini ölçebiliyor ve kızılötesi ışık kullanarak verileri doku ve kemik yoluyla gönderebiliyor.

Nature Electronics'te yayınlanan çalışmanın ortak yazarı ve elektrik mühendisi Alyosha Molnar, "Bildiğimiz kadarıyla bu, beyindeki elektriksel aktiviteyi ölçen ve ardından kablosuz olarak raporlayan en küçük sinir implantı," dedi.

MOTE, hem enerji toplayan hem de veri ileten bir alüminyum galyum arsenit diyot kullanarak çalışıyor. Sistem, uydu iletişimine benzer optik darbe konum modülasyonu kullanarak, çok az güç tüketirken verimli bir şekilde bilgi göndermesini sağlıyor.

Fareler üzerinde bir yıldan uzun süre test edildi

Başarılı laboratuvar testlerinin ardından araştırmacılar, MOTE'yi farelerin bıyık hissini işlemekten sorumlu beyin bölgesi olan namlu korteksine yerleştirdiler. Bir yıldan uzun süre boyunca cihaz, sinirsel ani yükselmeleri ve daha geniş beyin aktivitesini sürekli olarak kaydederek uzun vadeli güvenilirlik gösterdi.

Ekip, tasarımın geleneksel beyin implantlarında görülen iki kalıcı sorunu ele aldığını söylüyor: MRI taramaları sırasında oluşan parazit ve büyük elektrotlar veya fiber optiklerin neden olduğu tahriş. MOTE'nin kompakt ve esnek yapısı, doku bozulmasını en aza indiriyor ve bağışıklık tepkilerinin tetiklenmesini engelliyor.

Molnar, "Amacımız, görüntüleme sistemlerinden daha hızlı beyin aktivitesi yakalarken bozulmayı en aza indirecek kadar küçük bir cihaz yapmaktı," dedi.

Beynin Ötesinde

Teknolojinin etkileri sinirbilimin çok ötesine uzanıyor. Araştırmacılar, aynı tasarımın omurilik de dahil olmak üzere diğer hassas dokulardaki aktiviteyi izleyebileceğine, hatta uzun süreli kullanım için yapay kafatası plakalarına entegre edilebileceğine inanıyor.

Çalışmada, "Teknolojimiz, kronik zaman ölçeklerinde yerleştirilen küçük ve bağımsız cihazlarla çok çeşitli fizyolojik sinyallere erişim için temel sağlıyor" sonucuna varıldı.

Kaynak: Dagens