Pentagon beordret opprettelsen av et fotonisk nervesystem

Pentagon beordret opprettelsen av et fotonisk nervesystem
Pentagon beordret opprettelsen av et fotonisk nervesystem
Anonim
Bilde

Tenk deg en bionisk hånd som kobles direkte til nervesystemet: hjernen styrer bevegelsene, og brukeren føler trykk og varme med et mekanisk lem. Forresten, vi blir advart om at med utviklingen av fotoniske sensorer er slike fantasier i ferd med å bli virkelighet.

Eksisterende nevrale grensesnitt er basert på elektronikk og metallkomponenter som kroppen kan avvise. Derfor lager Mark Christensen fra Southern Methodist University i Dallas (USA) og hans kolleger sensorer fra optiske fibre og polymerer, som er mindre sannsynlig å forårsake en immunrespons, og som heller ikke er utsatt for korrosjon.

Sensorene er på prototypestadiet, og så langt er de dessverre for store til å bli implantert i kroppen.

Sensorene er polymerballer. Hver kule er utstyrt med en optisk fiber som avgir en lysstråle. Den flyter inne i transduseren på en utspekulert måte, som kalles "whispering gallery mode" (whispering gallery mode) til ære for rommet med samme navn i St. Paul's Cathedral i London, hvor lyden beveger seg lenger enn vanlig, fordi den er reflekteres fra en konkav vegg.

Ideen om enheten er som følger: det elektriske feltet knyttet til nerveimpulsen påvirker sfærens form, som igjen endrer lysets resonans på det indre skallet, det vil si at nerven faktisk blir en del av den fotoniske kretsen. Endringen i resonansen til lyset som forplanter seg gjennom de optiske fibersignalene til manipulatoren som hjernen for eksempel ønsker å bevege en finger. Tilbakemelding er gitt til infrarød stråling, som virker direkte på nerven. Lyset ledes av en reflektor plassert på enden av fiberen.

Hypotetisk vil enheten være nyttig ikke bare for de som har mistet lemmer, men også for pasienter med ryggmargsskader: sensorer og fiberoptikk vil hjelpe til med å omgå det inoperative området. Men før du implanterer sensorene, må du finne ut hvor de nødvendige nerveendene er plassert: for eksempel vil kirurgen foreslå pasienten å prøve å heve den manglende armen.

Forskere planlegger å demonstrere en brukbar prototype ved å bruke eksemplet på en katt eller hund i løpet av de neste par årene. Men først må størrelsen på sensoren reduseres fra noen få hundre til 50 mikron. Prosjektet på 5,6 millioner dollar er finansiert av Advanced Research Projects Agency (DARPA) fra det amerikanske forsvarsdepartementet.

Populær etter emne