Bagaimana jika alat seterusnya untuk menghantar mesej kepada kawan-kawan anda bukan jam tangan yang diikat ke pergelangan tangan anda atau telefon yang dimasukkan ke dalam poket anda-tetapi peranti elektronik yang tertanam di dalam otak anda? Sekarang, jenis litar fleksibel yang baru telah membawa kita satu langkah lebih dekat kepada masa depan sains fiksyen ini. Diimplan melalui suntikan, satu grid wayar hanya beberapa milimeter di seluruh boleh menyindir dirinya dengan neuron dan pendengaran yang hidup di atas perbualan mereka, yang menawarkan cara untuk mendapatkan antaramuka elektronik dengan aktiviti otak anda.
Kandungan Terkait
- Gelombang Kejutan Boleh Membuat Bubbles Berbahaya di Otak
- Buat Kenangan Baru Tetapi Tetap Lama, Dengan Bantuan Sedikit Dari Elektrod
- Stroke Genius ini Boleh Memungkinkan Anda Menulis Dengan Otak Anda
"Kami cuba mengaburkan perbezaan antara litar elektronik dan litar saraf, " kata Charles Lieber, ahli nanoteknologi di Universiti Harvard dan pengarang bersama kajian yang menerangkan peranti minggu ini di Alam Nanoteknologi.
Sejauh ini teknologi telah diuji hanya di kepala tikus hidup. Tetapi Lieber berharap untuk akhirnya menyerahkannya kepada manusia. Penyokongnya termasuk Fidelity Biosciences, firma modal teroka yang berminat dengan cara baru untuk merawat gangguan neurodegeneratif seperti penyakit Parkinson. Tentera juga telah mengambil minat, memberikan sokongan melalui program Cyborgcell Tentera Udara AS, yang memberi tumpuan kepada elektronik skala kecil untuk "peningkatan prestasi" sel.
Elektronik saraf sudah menjadi kenyataan bagi sesetengah orang. Mereka yang menderita gegaran yang teruk atau kekejangan otot yang tidak terkawal dapat mencari bantuan melalui kejutan elektrik, yang disampaikan oleh wayar panjang yang diulirkan ke dalam otak. Dan quadriplegics telah belajar untuk mengawal kaki prostetik menggunakan cip yang tertanam di otak atau elektrod yang diletakkan di permukaan otak.
Tetapi teknologi ini hanya boleh digunakan dalam kes yang teruk kerana ia memerlukan prosedur invasif. "Peranti terdahulu telah bergantung kepada insisi dan pembedahan besar, " kata Dae-Hyeong Kim, ahli nanoteknologi di Seoul National University di Korea Selatan.
Apa yang membuat pendekatan baru berbeza adalah lestari luar biasa litar. Terbuat dari helai logam dan plastik yang ditenun bersama-sama seperti memancing bersih, litarnya adalah "seratus ribu kali lebih fleksibel daripada elektronik lain yang dapat diterapkan, " kata Lieber. Jaring boleh digulung sehingga dapat dengan mudah melalui jarum jarum suntik. Sekali di dalam tubuh badan, jaringnya tersingkap dan disematkan di dalam otak.
Autopsi tikus yang disuntik mendedahkan bahawa wayar telah menenun diri ke dalam kain neuron kusut sepanjang minggu. Sambungan ketat terbentuk sebagai bahan plastik dan otak yang dikait bersama dengan impak negatif yang agak kecil. Keserasian ini mungkin kerana jaring dimodelkan selepas perancah tiga dimensi yang digunakan oleh jurutera biomedikal untuk membesar tisu di luar tubuh.
Imej mikroskop 3-D menunjukkan mesh disuntik ke dalam kawasan otak yang disebut ventrikel lateral. (Kumpulan Penyelidikan Lieber, Universiti Harvard) Aktiviti neuron dapat dimonitor menggunakan sensor mikroskopik yang dipasang ke dalam litar. Pengesan voltan mengambil arus yang dijana oleh penembusan sel otak individu. Isyarat-isyarat elektrik itu disampaikan melalui wayar yang kehabisan kepala ke komputer.
"Ini boleh menembusi antara muka otak untuk pengguna, " kata Jacob Robinson, yang mengembangkan teknologi yang berinteraksi dengan otak di Universiti Rice. "Memasang komputer anda ke otak anda menjadi lebih enak jika semua yang perlu anda lakukan adalah menyuntik sesuatu."
Bagi para pakar neuros yang berminat dengan bagaimana sel otak berkomunikasi, alat sensitif ini menawarkan akses kepada bahagian sistem saraf yang sukar dikaji dengan teknologi tradisional. Tiga bulan yang lalu, misalnya, rakan sekerja Lieber menyuntik beberapa jaringnya ke mata tikus, berhampiran sel-sel saraf yang mengumpulkan maklumat visual dari retina. Penentuan sel-sel ini biasanya memerlukan memotong sebahagian mata. Isyarat yang dikumpul oleh jaring yang disuntik telah kekal kuat setakat ini, dan tikus masih sihat.
Untuk menjadi berguna bagi manusia, walau bagaimanapun, pasukan Lieber perlu membuktikan bahawa jala mempunyai umur panjang yang lebih besar. Elektronik saraf terdahulu telah mengalami masalah kestabilan; mereka cenderung kehilangan isyarat dari masa ke masa kerana sel-sel berhampiran penceroboh tegar mati atau bermigrasi. Tetapi pasukan optimis bahawa jejaring Lieber akan terbukti lebih mesra otak, kerana sel-sel yang menemui sejauh ini seolah-olah memeluk dan berkembang menjadi jurang.
Mendengar dalam aktiviti otak mungkin hanya permulaan-seperti dengan litar harian, komponen yang berbeza boleh ditambah untuk tugas yang berbeza. Dalam eksperimen lain, pasukan Lieber menyuntik litar yang dipasang dengan sensor tekanan ke dalam lubang di dalam polimer lembut. Apabila polimer dipenggal, sensor mengukur perubahan dalam tekanan di dalam rongga. Itu berguna untuk menyiasat perubahan tekanan di dalam tengkorak, seperti yang berlaku selepas kecederaan kepala trauma.
Selanjutnya, jaring mungkin disemat dengan peranti umpan balik yang menyampaikan rangsangan elektrik atau mengeluarkan paket ubat untuk rawatan perubatan. Tambah beberapa antena RFID mikroskopik, dan litar boleh pergi tanpa wayar. Dan para penyokong sci-fi perlu menyembuhkan pemikiran memasang peranti simpanan memori-sama dengan RAM di dalam komputer-untuk memperbaiki kenangan mereka sendiri.
"Kita perlu berjalan sebelum kita boleh berlari, tetapi kita fikir kita benar-benar dapat merevolusikan keupayaan kita untuk bersambung dengan otak, " kata Lieber.
