'Neural Dust' ทำให้เราใกล้ชิดกับการตรวจสุขภาพแบบเรียลไทม์

วิศวกรผู้พัฒนาระบบเรียกมันว่า "ฝุ่นระบบประสาท" เป็นชื่อที่ดีมาก หากพวกเขาเบื่อหน่ายกับการเป็นนักประดิษฐ์ที่ก้าวล้ำพวกเขาอาจเปลี่ยนไปใช้การตลาด

ทีมวิจัยจาก University of California, Berkeley นำโดยJosé Carmena นักประสาทวิทยาและ Michel Maharbiz วิศวกรไฟฟ้าคนแรกคิดทฤษฎีความเป็นไปได้ของการปลูกถ่ายขนาดมิลลิเมตรที่ขับเคลื่อนโดยอัลตร้าซาวด์ - ในกระดาษ 2013 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร arXiv. ตอนนี้ผ่านการทดลองพิสูจน์แนวคิดพวกเขาอาจปฏิวัติอนาคตของอุปกรณ์ตรวจสอบทางการแพทย์แบบฝัง

ในรายงานของพวกเขาตีพิมพ์ในวารสารฉบับเดือนกรกฎาคม เซลล์ประสาท ทีมของ Maharbiz อธิบายว่าพวกเขาสามารถเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ขนาดเล็กเข้ากับเส้นประสาท sciatic ของหนูเพื่อตรวจสอบแรงกระตุ้นแบบเรียลไทม์ได้อย่างไร “ ‘ah-ha’ ใหญ่คือเราตระหนักว่าการสร้างระบบที่ใช้อัลตร้าซาวด์ทำให้เราสามารถสร้างอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กมากได้” Maharbiz กล่าว ผกผัน. "สิ่งที่เราแสดงให้เห็นนั้นมีขนาดเพียงมิลลิเมตรและเราก็ทำการย่อให้เล็กลงอย่างก้าวร้าว" ในขณะที่ตัวเล็ก ๆ เจ๋งมันก็ไม่ดีถ้าข้อมูลไม่สามารถสกัดและใช้งานได้

ฝุ่นจากระบบประสาทมีแนวโน้มมากเพราะในคำพูดของ Marharbiz“ ร่างกายของคุณค่อนข้างโปร่งใสกับอัลตร้าซาวด์ เรารู้สึกตื่นเต้นอย่างยิ่งที่อัลตร้าซาวด์ทำงานได้ดีเช่นเดียวกับที่ทำ มันดูเหมือนว่าคุณสามารถสร้างรากฟันเทียมขนาดเล็กได้ด้วยวิธีนี้และมันก็ดูเหมือนว่าคุณสามารถดัดแปลงอุปกรณ์ให้ทำสิ่งต่าง ๆ ได้มากขึ้นเรื่อย ๆ ”

“ คุณสามารถวางสิ่งเหล่านี้ได้ทุกที่”

ความตื่นเต้นของเขาชัดเจนเมื่อพูดถึงแอปพลิเคชั่นที่หลากหลายซึ่งเทคโนโลยีนี้สามารถปรับให้แสดงได้:“ คุณสามารถวางสิ่งเหล่านี้ได้ทุกที่และพวกเขาสามารถรายงานสิ่งต่าง ๆ ที่คุณต้องการวัดเกี่ยวกับอวัยวะต่างๆเช่นความดัน, สมดุลค่า pH และระดับออกซิเจน คุณสามารถใช้มันเพื่อโต้ตอบกับอวัยวะเทียมหรือให้การกระตุ้นเส้นประสาทเพื่อรักษาปัญหากระเพาะปัสสาวะและการควบคุมกล้ามเนื้อ” แต่เขาเตือนว่าสิ่งเหล่านี้เป็นเป้าหมายระยะยาว

ในทีมระยะใกล้ของ Maharbiz กำลังทำงานเพื่อปรับปรุงความสามารถของเซ็นเซอร์ในการอ่านเซลล์ประสาทส่วนบุคคลมากกว่าการรวมตัวของกลุ่มประสาท พวกเขากำลังทำงานเพื่อเพิ่มฟังก์ชันการทำงานให้กับวงจรเพื่อสร้างความสามารถในการกระตุ้นเส้นประสาทซึ่งเป็นขั้นตอนที่จำเป็นในการสร้างระบบวงปิดที่จำเป็นสำหรับอินเทอร์เฟซแบบไร้สาย / เครื่องจักร

ความก้าวหน้าดังกล่าวจะช่วยให้อิสระในการเคลื่อนไหวแก่ผู้คนเช่น Erik เขาไม่สามารถขยับกล้ามเนื้อได้ดังนั้นเทคโนโลยีในปัจจุบันที่มีให้คนเช่นมารีนนี้จะไม่ได้ผลสำหรับเขา ตัวเลือกอินเทอร์เฟซสำหรับ Erik ทำงานผ่านสายไฟที่สอดเข้าไปในรากประสาทเทียมผ่านรูในกะโหลกศีรษะของเขาซึ่งไม่เหมาะ ความหวังก็คือฝุ่นจากระบบประสาทในวันหนึ่งอาจทำให้สายไฟเหล่านั้นล้าสมัย

ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นได้จากคริสตัลพิเศษ หินเหล่านี้เรียกว่า คริสตัล piezoelectric มีความเป็นเอกลักษณ์ในการที่พวกเขาสร้างกระแสไฟฟ้าเล็กน้อยเมื่อรูปร่างของพวกเขาบิดเบี้ยว ส่วนประกอบอีกส่วนหนึ่งของระบบซึ่งเป็นรากฟันเทียมขนาดใหญ่กว่า (0.8x1x3 มม.) เรียกว่ามลทินนั้นถูกวางไว้ใต้ผิวหนังและสร้างการสั่นสะเทือนของอัลตร้าซาวด์เพื่อสร้างเอฟเฟกต์นี้ ผลึกสั่นสะเทือนบิดเบี้ยวและเพิ่มพลังให้กับวงจรขนาดเล็กบนอุปกรณ์รับความรู้สึกขนาดอนุภาค

เมื่อวงจรลงทะเบียนการดำเนินการกับสิ่งที่กำลังตรวจสอบมันจะกลับกระบวนการ มันทำให้การสั่นสะเทือนของคริสตัลเปลี่ยนไปเล็กน้อยและเปลี่ยนระลอกคลื่นผ่านคลื่นอัลตร้าซาวด์กลับไปเป็นมลทินจากนั้นก็ไปที่ตัวรับส่งสัญญาณภายนอกร่างกายและในที่สุดคอมพิวเตอร์ที่ประมวลผลสัญญาณเช่นเดียวกับโซนาร์ส่งข้อมูลกลับไปที่ เรือดำน้ำ

เนื่องจากไม่มีสายไฟและ / หรือแหล่งแบตเตอรี่ภายในอุปกรณ์เหล่านี้จะไม่ทำให้ร่างกายเสียหายหรือเปิดใช้งานการป้องกันทางภูมิคุ้มกันเท่าเทคโนโลยีที่ใหญ่กว่าในปัจจุบัน ในทางทฤษฎีการทำซ้ำของฝุ่นระบบประสาทในอนาคตอาจยังคงอยู่ในคนไม่มีใครสังเกตเห็นเป็นเวลาหลายปีหรือหลายสิบปีและให้ข้อเสนอแนะแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นภายในแจ้งการรักษาโรคจำนวนเท่าใดก็ได้

ความตื่นเต้นและแอปพลิเคชั่น Sci-Fi ทั้งหมด Maharbiz เตือนความกระตือรือร้นที่ยับยั้งไม่ให้คนที่สนใจในเทคโนโลยี“ ฉันได้รับอีเมลตลอดเวลาผู้คนขอให้ฉันเป็นอาสาสมัคร” เขาเน้นย้ำถึงความจำเป็นสำหรับโปรโตคอลความปลอดภัยการทดสอบความทนทาน การทดลองและความสามารถของหุ่นยนต์นั้นอยู่ไกลออกไป

“ แม้ว่าแอปพลิเคชันทางการแพทย์อาจมีขนาดใหญ่มาก แต่เราเพิ่งเริ่มต้นบนถนนสายนี้” เทคโนโลยีชั้นยอดแห่งนี้มีแนวโน้มดี แต่เราก็ห่างไกลจากการตรวจหาฝุ่นระบบประสาทในการไปพบแพทย์ครั้งต่อไป