Созданы имплантируемые сенсоры величиной с песчинку

Инженеры Калифорнийского университета (UC Berkeley) сконструировали «нейронную пыль» — беспроводные и безбатарейные датчики, которые можно имплантировать в человеческий организм для непрерывного мониторинга состояния внутренних органов в реальном времени, стимуляции нервов, мышц и иммунной системы.

Рассказывающая об этом исследовании статья опубликована во вчерашнем номере журнала Neuron.

Уникальность конструкции нейронной пыли заключается в том, что в качестве источника энергии для неё используются те же ультразвуковые волны, которые служат для считывания результатов измерений. Ультразвуковые технологии сегодня широко применяются в медицинских учреждениях и такие колебания, в отличие от радиоволн, могут проникать практически во все уголки человеческого тела.

Каждый датчик занимает объём один кубический миллиметр и содержит крошечный пьезокристалл, который преобразует внешние УЗ-колебания в электричество для питания транзистора, находящегося в контакте с нервом или мышечным волокном. Скачок напряжения в мышце воздействует на вибрацию кристалла, а изменение отклика регистрируется УЗ-преобразователем, выполняющим функции и приёмника и передатчика.

В UC Berkeley продолжают работать над миниатюризацией этих устройств. Уже сейчас размер позволяет применять применять их в периферийной нервной системе, например, для контроля функций мочевого пузыря и подавления аппетита, достижение же целевого объёма в 50 кубических микрон откроет нейронной пыли доступ к мозгу и центральной нервной системе.

Ученые также ищут новые биоразлагаемые материалы для конструкции сенсоров и возможности использовать нейронную пыль для измерения неэлектрических параметров, таких как уровни содержания кислорода и гормонов.