HuisNieuwsZeer klein implantaat, kan hersensignalen lezen en verzenden

Zeer klein implantaat, kan hersensignalen lezen en verzenden

Door licht te gebruiken in plaats van elektrische verbindingen kan het implantaat diep in de hersenen werken zonder weefsel te beschadigen of immuunreacties te veroorzaken.





Een hersenimplantaat dat kleiner is dan een korreltje zout kan neurale activiteit ruim een ​​jaar lang draadloos registreren en verzenden, wat een belangrijke ontwikkeling markeert in langetermijnonderzoek naar hersenmonitoring.Het apparaat, ontwikkeld door onderzoekers van Cornell University, wordt een opto-elektronische tetherless-elektrode op microschaal, of MOTE, genoemd.Het maakt het continu volgen van hersensignalen mogelijk zonder draden of omvangrijke apparatuur.

Het werkt met behulp van onschadelijke infraroodlaserstralen die door hersenweefsel gaan om het circuit van stroom te voorzien.Dezelfde lichtenergie wordt ook gebruikt om gegevens terug te sturen via kleine pulsen van infrarood licht die elektrische signalen van neuronen coderen.Dankzij dit ontwerp kan het apparaat in de hersenen functioneren zonder batterijen of kabels, waardoor interferentie met weefsel wordt verminderd.

De halfgeleiderdiode van het implantaat is gemaakt van aluminium galliumarsenide en vangt licht op voor stroom en zendt dit uit voor communicatie.Het bevat ook een geluidsarme versterker en optische encoder op basis van standaard microchiptechnologie, waardoor nauwkeurige signaalopname mogelijk is met minimaal energieverbruik.

Het apparaat wordt eerst getest in celculturen en later geïmplanteerd in muizen, waarbij het zich richt op het hersengebied dat verantwoordelijk is voor de verwerking van sensorische input van snorharen.Gedurende een jaar registreert het systeem consistent zowel neuronpieken als bredere synaptische signalen, terwijl de dieren gezond blijven.Het kleine formaat en de draadloze werking zijn bedoeld om irritatie te voorkomen die wordt veroorzaakt door grotere elektroden of optische vezels, die immuunreacties in hersenweefsel kunnen veroorzaken.

Het ontwerp van de MOTE kan ook het verzamelen van gegevens tijdens MRI-scans ondersteunen, wat niet mogelijk is met traditionele implantaten.Onderzoekers zijn van plan het systeem aan te passen voor onderzoek naar het ruggenmerg en continue neurale monitoring met behulp van kunstmatige schedelplaten.De volledige studie verschijnt in Nature Electronics en benadrukt de vooruitgang in de richting van langdurige, minimaal invasieve brein-machine-interfaces.