Celulele creierului pot fi controlate cu un implant și un smartphone, arată un nou studiu internațional

Celulele creierului pot fi controlate cu un implant și un smartphone, arată un nou studiu internațional
august 07 09:13 2019 Timp citire articol: 3 minut(e)

O echipă de cercetători din Coreea de Sud și Statele Unite au inventat un dispozitiv care poate regla circuitele neuronale folosind un implant cerebral minuscul controlat de un smartphone.

Cercetătorii, care și-au publicat studiul în “Nature Biomedical Engineering”, consideră că dispozitivul poate ajuta la diagnosticarea și tratarea unor boli ale creierului precum Parkinson, Alzheimer, dar și a diferitelor forme de dependență, a depresii și a durerii.

Cercetătorii de la grupul Jeong de la KAIST au dezvoltat componentele electronice și de soft pentru dispozitivele purtabile și implantabile, iar neurologii de la laboratorul Bruchas de la Universitatea din Washington au studiat circuitele creierului care controlează stresul, depresia, dependența, durerea și alte tulburări neuropsihiatrice.

Dispozitivul, care folosește cartușe de medicamente înlocuibile și puternice energii bluetooth cu consum redus de energie, poate viza anumite zone neuronale de interes către care poate transporta medicamente sau pe care le poate lumina pentru perioade îndelungate.

“Dispozitivul neuronal wireless permite neuromodularea optică și chimică care nu a fost realizată niciodată”, a declarat autorul principal al studiului Raza Qazi, cercetător al Institutului avansat de științe și tehnologie din Coreea (KAIST) și al Universității Boulder din Colorado, citat de sciencedaily.com.

Această nouă tehnologie depășește în mod semnificativ metodele convenționale utilizate până acum care implică de obicei tuburi rigide de metal și fibre optice pentru a furniza medicamente și lumină. În afară de limitarea mișcării subiectului datorită conexiunilor fizice cu echipamentele voluminoase, structura lor relativ rigidă provoacă leziuni în țesutul cerebral moale în timp, astfel încât acestea nu sunt potrivite pentru implantarea pe termen lung.

Deși s-au depus unele eforturi pentru atenuarea parțială a răspunsului negativ al țesuturilor prin încorporarea sondelor moi și a platformelor wireless, soluțiile anterioare au fost limitate de incapacitatea lor de a administra medicamente pentru perioade lungi de timp, precum și de setările lor de control voluminoase și complexe.

Pentru a realiza furnizarea de medicamente pe termen lung prin wireless, oamenii de știință au trebuit să rezolve problema epuizării și evaporării medicamentelor.

În acest scop cercetătorii au inventat un dispozitiv neuronal cu un cartuș de medicamente înlocuibil, care ar putea permite neuroștiințienilor să studieze aceleași circuite ale creierului timp de câteva luni, fără să-și facă griji că rămân fără medicamente.

Aceste cartușe medicamentoase „plug-n-play” au fost asamblate într-un implant cerebral ce a fost instalat unor șoareci de laborator cu ajutorul unei sonde moi și ultratine, de grosimea unui păr uman, care constă din canale microfluidice și LED-uri minuscule, mai mici decât un bob de sare.

Sonda este controlată din exterior de utilizator printr-o interfață elegantă și simplă de pe un smartphone. Astfel neurologii pot controla cu ușurință orice combinație specifică sau secvențiere precisă a livrărilor de lumină și medicamentela orice animal implantat, fără a fi nevoie să fie fizic în laborator.

Folosind aceste dispozitive neuronale fără fir, cercetătorii ar putea, de asemenea, să efctueze cu ușurință studii complet automatizate asupra animalelor, unde comportamentul unui animal ar putea afecta pozitiv sau negativ comportamentul la alte animale prin declanșarea condiționată a livrării de lumină și medicamente

“Acest dispozitiv revoluționar este rodul proiectării electronice avansate și a ingineriei puternice de micro și nano-scară. Suntem interesați în dezvoltarea în continuare a acestei tehnologii pentru a face un implant cerebral pentru aplicații clinice”, a precizat Jae-Woong Jeong, profesor de inginerie electrică la KAIST.

Dispozitivul va permite oamenilor de știință să analizeze mai bine baza circuitului neural a comportamentului și modul în care neuromodulatoarele specifice din creier modifică comportamentul în diferite moduri.

De asemenea, dispozitivul va putea fi folosit și pentru studii farmacologice complexe, care ar putea ajuta la dezvoltarea de noi terapi pentru durere, dependență și tulburări emoționale, mai afirmă autorii cercetării.

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu