Implantų tinklai smegenyse

Išverčiau dar vieną straipsnį apie bevieliu ryšiu valdomus 100 mikronų dydžio implantus, kurie dedami į sunkiai prieinamas smegenų vietas ir iš jų neinvaziškai įtakoja smegenų veiklą arba nuskaito aktyvumo informaciją. Straipsnis vadinasi “Kūno viduje esančių, ultra-mažų radijo ryšiu sujungtų struktūrų tinklų lyginamasis tyrimas“

Čia aptariamos įvairių tipų implanto antenos konstrukcijos ir nuo jos priklausančios ryšio charakteristikos. Nustatyta, kad geriausias tipas yra solenoidinis implantas, nes esant šiai konstrukcijai gaunamas mažiausias signalo silpnėjimas. Įvade rašoma:

I. Įvadas
Į kūną implantuojami, sudėtingi elektroniniai medicininiai jutikliai tampa vis mažesni ir vis labiau artėja prie tikslo pasiekti mažesnius už milimetrą išmatavimus. Šie įtaisai gali būti sujungti į paprastą ryšio tinklą, tad kūno viduje esančių ryšio tinklų perspektyva matosi horizonte ateinančiame dešimtmetyje.

Pavyzdžiui, motorinės žievės neuronų duomenys tradiciškai buvo matuojami įterpiant elektrodų gardelę į smegenis. [1] Šie elektrodai daug didesni už neuronus. Įterpti į smegenis standūs elektrodai sukelia mechaninį įtempimą, todėl gali pažeisti motorinės žievės audinį. Maža to, dėl zondo dydžio įrašoma smegenų aktyvumo erdvinė skyra labai žema. Taipogi buvo biologinio suderinamumo problemų tarp įterpto elektrodo ir jį supančios smegenų masės. Siekiant sušvelninti šias problemas būtina sukurti kitą smegenų signalų matavimo būdą turintį didesnę skyrą ir jautrumą.

Naujausiuose smegenų žievės-kompiuterio sąsajos tyrimuose buvo naudojamas zondas turintis 96 mikroelektrodus su smailais galiukais kompaktiškoje 4 x 4 mm gardelėje. [3] Iš šių mikroelektrodų gauti duomenys buvo sėkmingai iššifruoti naudojant vertinamuosius modelius. Tačiau šios elektrodų gardelės registruoja duomenis tik žievės paviršiuje ir jų negalima įterpti giliau nerizikuojant pažeisti smegenis. Reikia daug mažesnių zondų technologijos, kuri leistų perduoti informaciją nepažeidžiant aplinkinių audinių.

Siūlomi naujos kartos smegenų implantai yra radikalus posūkis nuo laidinių elektrodų prie bevielių mikroimplantų tinklo. Tipiškas implantuotas lustas skirtas įrašyti neuronų aktyvumą turėtų turėti 100 um matmenis kiekviename šone – daug mažiau negu tradicinis elektroninis jutiklis. Kalbant bendriau, šiuos įtaisus būtų galima sujungti į kūno viduje esančius tinklus, kurie veiktų kaip naujos kartos implantai. Tokiems mažiems implantams energiją būtų galima tiekti bevieliu būdu, naudojant elektromagnetinės indukcijos metodus. Šių implantuotų įtaisų tinklas galėtų tarpusavyje bendrauti bevieliu būdu, atstumais iki kelių mm smegenyse.

Pagrindinis tokios sistemos komponentas būtų maža antena, kurią būtų galima pagaminti naudojant standartines mikroelektronines grandines, sukurtas taip, kad būtų kuo mažesnis signalo silpnėjimas smegenų viduje. Pageidaujamas nešlio dažnis yra mikrobangų ruože, nes duomenų sparta kai kuriuose pritaikymuose gali pasiekti Gb/s lygį.

Šiame straipsnyje įvertinamos įvairios antenos konstrukcijos implantuojamam mikrolustui, kad būtų pasiektas minimalus artimojo lauko elektromagnetinio signalo silpnėjimas neuroninių signalų perdavimui tarp implantų.

Straipsnis parsisiuntimui:

Mikroimplantai

Parašykite komentarą

Įveskite savo duomenis žemiau arba prisijunkite per socialinį tinklą:

WordPress.com Logo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo WordPress.com paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Google photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Google paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Twitter picture

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Twitter paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Facebook photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Facebook paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Connecting to %s