Создан мозговой имплант с совершенно новым способом питания
Все существующие нейроимпланты нуждаются в источнике питания для своей работы. Это доставляет ряд неудобств, так как аккумулятор нуждается в подзарядке или полной замене, для чего зачастую требуется повторное хирургическое вмешательство. Исследователи разработали новую технологию, основанную на магнитных волнах и полностью решающую проблему питания.
Демонстрация размера нового импланта на фоне зерен риса
Наибольшие сложности с извлечением представляют нейростимулирующие импланты. Они помогают справиться с эпилепсией или болезнью Паркинсона. Однако их необходимо ставить прямо в мозг. При этом, даже если блок с аккумулятором разместить под кожей, его извлечение может принести существенный дискомфорт. Альтернативой считается новое поколение имплантов, основанных на ультразвуке и радиоволнах, но и они также имеет ряд недостатков.
Новая технология лишена изъянов большинства существующих аналогов. В качестве привода для нейронного стимулятора используется магнитная пленка, по размерам не превышающая рисового зерна. Сама пленка состоит из двух слоев, каждый из которых выполняет свою задачу. Первый - магниторестриктивная фольга из железа, бора, кремния и углерода. Под воздействием магнитного поля этот слой вибрирует на молекулярном уровне. Второй - пьезоэлектрический кристалл, который преобразует колебания фольги в электрическое напряжение. В ходе работы интегральная схема модулирует напряжение, понижая частоту до необходимой для воздействия на нейроны.
Первые опыты на крысах увенчались успехом. Находясь под кожей головы, этот имплантат был соединен с электродом, который в свою очередь уходил в центр мозга животного. Грызуны могли свободно перемещаться по своими клеткам, но зачастую предпочитали находиться в местах, где магнитное поле активировало устройство.
«Наши результаты показывают, что использование магнитоэлектрических материалов для беспроводной передачи энергии - это не просто новая идея. Эти материалы могут оказаться отличными кандидатами для беспроводной биоэлектроники клинического уровня», - рассказывают исследователи.
Ученые надеются, что подобная технология найдет применение в медицине.
