1721
Дослідник у Чикаго зміг у режимі реального часу керувати мозковим імплантом, що фізично перебував у Деджоні в Південній Кореї. Мініатюрний пристрій, створений KAIST і Yonsei University College of Medicine, поєднує бездротовий зв’язок, введення препаратів і оптичну стимуляцію нейронів. Команда розглядає його насамперед як платформу для довготривалих експериментів на тваринах, але принцип у майбутньому може стати основою для складніших «розумних» імплантів.
Схема бездротового нейронного імпланта KAIST
Сучасна нейробіологія часто використовує два потужні інструменти: локальне введення речовин у мозок і optogenetics — керування активністю генетично модифікованих нейронів світлом.
Традиційні системи для таких експериментів можуть бути громіздкими. Трубки, оптичні волокна й кабелі обмежують рух лабораторної тварини та ускладнюють дослідження поведінки протягом тижнів або місяців.
Нова платформа інтегрує кілька функцій у невеликому бездротовому модулі.
У систему входить electrochemical micropump для керованої подачі ліків, optofluidic neural probe для доставки речовини та світла й окремий бездротовий електронний блок.
Компоненти з’єднані магнітним механізмом, що дозволяє замінювати або дозаправляти резервуар із препаратом без повторної операції на мозку.
Це важлива деталь для довготривалих досліджень: у попередніх системах закінчення препарату могло означати завершення експерименту або нове хірургічне втручання.
Пристрій має дворівневу бездротову архітектуру.
На близькій відстані керування відбувається через Bluetooth.
Для глобального доступу локальний контролер підключається до інтернету й передає команди до імпланта.
Саме так дослідник у Chicago зміг керувати пристроєм у Daejeon у реальному часі.
Він міг змінювати швидкість подачі препарату та параметри оптичної стимуляції.
Команда перевірила систему в експериментах на freely moving animals.
Імплант дозволяв багаторазово вводити речовини й стимулювати конкретні нейронні популяції, не прив’язуючи тварину до великого зовнішнього обладнання.
Дослідники бачать застосування в експериментах із addiction, depression та neurodegenerative diseases, де важливо спостерігати поведінку довго й повторювати стимуляцію в різні моменти.
Водночас ця система ще не є людським лікувальним імплантом.
Інтернет-керування медичним пристроєм у людини вимагатиме набагато жорсткіших вимог до кібербезпеки, відмовостійкості, шифрування й контролю доступу.
Автори називають нинішню роботу переходом neural interfaces до Internet of Things: імплант стає не ізольованим пристроєм, а частиною мережевої системи, якою можна програмно керувати незалежно від географічної відстані.
