Технологи Калифорнийского университета в Беркли изготовили беспроводные датчики, которые могут быть имплантированы в тело, приближая день, когда устройство типа Fitbit может контролировать внутренние нервы, деятельность мышцы или органов в режиме реального времени, также как антивирус, про который можно читать здесь, следит за здоровьем компьютера. Кроме того, такие датчики могут быть использованы для стимуляции нервов и мышц, поэтому технология открывает дверь для лечения расстройств, таких как эпилепсия или стимулирования иммунной системы, чтобы снизить воспаление.
Микроскопическое устройство, имплантированное учеными в мышцы и периферические нервы крыс, уникально тем, что для его питания и считывания результаты измерений используется ультразвук. Ультразвуковые колебания могут проникать практически в любую часть тела, в отличие от радиоволн, говорят исследователи. Один из разработчиков Michel Maharbiz говорит: «Я думаю, что в долгосрочные перспективы такая технология может использоваться не только внутри нервов и мозга, но гораздо шире».
Датчик, которые исследователи уже сократили до размера куба в 1 миллиметр, примерно как песчинка, содержит пьезоэлектрический кристалл, преобразующий ультразвуковые колебания в электричество для питания транзистора, который контактирует с нервом или мышечным волокном. Изобретатели утверждают, что современные имплантируемые электроды деградируют в течение от 1 до 2 лет, и подключаются к проводам, которые проходят через отверстия в черепе. Микроскопические беспроводные датчики помогут избежать инфекции и нежелательных электродов.
Соавтор разработки Ryan Neely сказал: «Если человек парализован, он может управлять компьютером или роботизированной рукой, нужно просто имплантировать этот электрод в мозг, и это работать всю жизнь. Датчики достаточно малы, что найдут хорошее применение в периферической нервной системе, в контроле мочевого пузыря или подавлении аппетита».
Ученые работают теперь миниатюризацией устройств, поиском более биосовместимых материалов и улучшением поверхностного приемопередатчика, который посылает и принимает ультразвук. Они сделали маленькие рюкзаки для крыс, в которые помещается ультразвуковой приемопередатчик, записывающий данные из имплантированных «пылинок». Они также работают, чтобы расширить возможности датчика для обнаружения неэлектрических сигналов, таких как уровни кислорода или гормонов.