IMEC parantaminen Elektroniikka Smart Brain implantit

Published on October 21, 2010 at 8:32 PM

Kuvittele, että eräänä päivänä voisimme istuttaa elektroniikka aivoissa. Elektroniikka että palauttaa vahingoittuneet alueilla aivoissa. Tai heikentynyt toiminnot, kuten puhe, kuulo, näkö, liikkumisen valvontaa, tai edes muisti.

Kuulostaa science-fiction?

Vuodesta elektroniikka näkökulmasta Olemme nopeasti zoomata biologisiin rakenteisiin. Koko elektronisia piirejä, että voimme tehdä on jo yhtä suuri koko ihmisen piirien eli hermo ja aivosoluja. Ja sähköisiä ja biologisia piirit molemmat puhuvat läpi samaa mekanismia: sähköisiksi signaaleiksi.

Tietenkin on olemassa paljon, että emme vielä täysin ymmärrä. Meillä on vielä selvittää kielen aivosoluja. Mitä solun sanoa, milloin se tulipalot signaalin naapureihinsa? Miten muistot kiinteä aivoissa? Miten ne lukea? Ja meillä on vielä mitään lopullista kartta aivot, connectome ihmisaivojen.

Still, on jo elektroniikan että puhua aivot. Kun aivojen syvien osien stimulaatio (DBS) antureista, on mahdollista lievittää ihmisten tilanne on vaikea Parkinsonin, masennusta, tai pakkomielteet. DBS tekniikat ovat vakiintuneet ja on jo käytetty menestyksekkäästi elämän parantamiseksi tuhansille potilaille.

Mutta DBS ei hyödynnä kaikkia mahdollisuuksia nykypäivän sähköisten välineiden avulla. Elektrodit ovat suuria (mm-asteikko), ja kannustaa tuhansia aivosoluja kerralla, herkkä kun todellisia syyllisiä potilaan tauti on. Myös DBS elektroniikka ei voi mitata, jos sovellettu ärsyke on ylittymisen tai vajaaksi. Joten DBS on melko karkea teknologia, monia ei-toivottuja sivuvaikutuksia.

Tällä IMEC , pyrimme parantamaan DBS tekniikka. Olemme luoneet elektrodit jotka ovat paljon pienempiä (alas 10μm) ja jotka voivat edistää pienryhmissä hermosoluja. Ja olemme työskennelleet elektroniikka tehdä ärsyke suunnattu palkki, osoittaa kohti kohdennettuja solujen sijaan edistää koko alueen ympäri anturi. Lopuksi olemme myös työtä suljetun piirin stimulaatio, jossa signaaleja aivosoluja mitataan ja niitä käytetään ohjaamaan sovellettu ärsykkeisiin.

Vuonna ehkä 5 vuotta, nämä tekniikat johtavat DBS anturit kliiniseen käyttöön, jotka ovat paljon fiksumpia ja enemmän hyödynnettävissä kuin nykypäivän raakaöljyn laitteet.

Mutta kun katson kauemmas, sanovat 10-20 vuotta tästä eteenpäin, uskon tekniikka että kehitämme nyt käytetään aikanaan smart aivot implantit. Tällaiset implantit voivat korvata ja korjata vioittuneita aivokudokseen. Tai täytä aivojen reikiintymistä aiheuttamia kasvaimia, onnettomuuksia, tai aivojen aivoinfarkteja.

Avulla kuvantaminen ja 3D prototyyppien teknologiaa, on mahdollista luoda erittäin tarkka 3D-implantit, kuten ovat jo nykyisin käytössä rikkoutuneen tilalle luukudosta. Meillä olisi tietysti tehdä nämä implantit joustava, venyvät bioyhteensopivia materiaalit, jotta ne sopivat mukavasti ympäröivään aivokudokseen. Pinnalla nämä implantit, siellä on tuhansia mikro-elektrodit, jotka voivat yksin kannustaa ja kuunnella neuronien niiden läheisyydessä.

Mitä tällaisia ​​implantteja voi tehdä?

Ensinnäkin he passiivisesti Täytä onkaloon bioyhteensopivista, lähes elävän, signalointi elin. Mitä näemme nyt, että hermosolujen ympärillä onkalo lakkaa toimimasta koska ne eivät enää tunne mitään toimintaa. Implantti estää onkalo olemasta täynnä arpikudosta ja nestettä. Ja se ilmoittaa ympäröivän aivosoluja, että kaikki on "business as usual".

Mutta me lopulta myös oppia käyttämään implantti aktiivisena elin. Aktiivinen kehon ensinnäkin, että stimuloi neuronien. Voisimme tehdä sienimäisestä implantit, esimerkiksi, joiden avulla hermosolut asuttamaan implantti. Ja toiseksi, elin, sillat signaaleja, että kytkee hermoratoja, jotka tuhoutuivat. Tietenkään emme tiedä tarkkaan, mitä neuronien oli yhdistetty ensiksi. Mutta aivot on muovia ja itsestään. Näemme retinan implantteja, esimerkiksi, että aivot pystyy palauttamaan Sopivat liittimet, jos se annetaan väyliä tehdä niin. Joten implantti on tukea tätä oppimista ja parantavan vaihe, avulla valikoiva, ohjataan suljetun piirin ärsykkeisiin.

Last Update: 12. October 2011 13:20

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit