«Нейронная пыль» поможет следить за состоянием человека и лечить заболевания

Инженеры из Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley) создали первые в мире беспроводные микродатчики, которые можно имплантировать внутрь мышечной ткани и нервных волокон. Возможно, в будущем это приведет к тому, что устройства, подобные фитнес-браслетам, смогут мониторить состояние мышц, нервов и целых органов изнутри в режиме реального времени. Кроме того, «нейронную пыль» можно использовать для стимуляции нервов и мышц, что делает возможным создание «электропрепаратов», которые будут лечить, например, эпилепсию, или активировать иммунную систему для борьбы с воспалением.

«Нейронная пыль» состоит из небольших элементов, которые исследователям удалось уменьшить до куба со стороной в 1 мм — примерно с большую песчинку. Каждый из элементов содержит пьезоэлектрический кристалл, который под воздействием ультразвука генерирует ток, питающий транзистор. Последний, в свою очередь, тесно контактирует с нервами или мышечными волокнами. Научная группа использовала именно ультразвук, так как он может проникать везде, по всему телу, в отличие от радиоволн.

Один из двух руководителей исследования, Мишель Махарбиц (Michel Maharbiz), рассказал, что раньше у ученых не было возможности вести измерения внутри тела, так как не было достаточно маленьких для этого датчиков. Теперь, по его словам, возможно поместить устройство куда угодно — в мышцы, в желудочно-кишечный тракт, в нервы — и считывать данные. Датчики первого поколения коллеги профессора Махарбица покрыли эпоксидкой, их размер по наибольшему измерению достигал 3 мм. В будущем инженеры планируют использовать для «нейронной пыли» биосовместимые материалы, которые позволят пациентам не вспоминать о датчиках внутри себя по 10 лет и более.

Сейчас устройство пока еще слишком большое, чтобы можно было имплантировать его в мозг, однако после клинических испытаний, по словам исследователей, «нейронная пыль» сможет заменить использующиеся сейчас электроды. Следующая цель научной группы — уменьшить датчики до 50 микрон. Тогда их можно будет имплантировать непосредственно в мозг. Еще одно направление работы ученых — это модификация изделий таким образом, чтобы они могли фиксировать не только электрические сигналы, но и уровень гормонов и кислорода.