Implantat meget lille kan læse og transmittere hjernesignaler

Et hjerneimplantat, der er mindre end et gran salt, kan optage og transmittere neural aktivitet trådløst i mere end et år, hvilket markerer en stor udvikling inden for langsigtet hjerneovervågningsforskning.Enheden, der er udviklet af forskere ved Cornell University, kaldes en mikroskala optoelektronisk tøjleløs elektrode eller MOTE.Det muliggør kontinuerlig sporing af hjernesignaler uden ledninger eller omfangsrigt udstyr.

Den fungerer ved hjælp af harmløse infrarøde laserstråler, der passerer gennem hjernevæv for at drive kredsløbet.Den samme lysenergi bruges også til at sende data tilbage gennem små pulser af infrarødt lys, der koder for elektriske signaler fra neuroner.Dette design gør det muligt for enheden at fungere inde i hjernen uden batterier eller kabler, hvilket reducerer interferens med væv.

Bygget af aluminium galliumarsenid fanger implantatets halvlederdiode lys til strøm og udsender det til kommunikation.Den inkluderer også en støjsvag forstærker og optisk encoder baseret på standard mikrochipteknologi, hvilket muliggør præcis signaloptagelse med minimalt energiforbrug.

Enheden testes først i cellekulturer og senere implanteret i mus, rettet mod den hjerneregion, der er ansvarlig for at behandle sensoriske input fra whiskers.Over et år registrerer den konsekvent både neuronspidser og bredere synaptiske signaler, alt imens dyrene forbliver sunde.Den lille størrelse og trådløse betjening har til formål at undgå irritation forårsaget af større elektroder eller optiske fibre, som kan udløse immunreaktioner i hjernevæv.

MOTEs design understøtter muligvis også dataindsamling under MR-scanninger, hvilket ikke er muligt med traditionelle implantater.Forskere planlægger at tilpasse systemet til rygmarvsundersøgelser og kontinuerlig neural overvågning ved hjælp af kunstige kranieplader.Hele undersøgelsen vises i Nature Electronics og fremhæver fremskridt hen imod langsigtede, minimalt invasive hjerne-maskine-grænseflader.