Innovasjon

Ingeniører oppfinner magnetisk drevet nevralstimulator

Ingeniører oppfinner magnetisk drevet nevralstimulator



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Et team av nevroingeniører ved Rice University opprettet et lite kirurgisk implantat som er i stand til å stimulere nervesystemet og hjernen elektrisk uten behov for kablet strømforsyning eller batteri, ifølge en studie som nylig ble publisert i tidsskriftet Neuron.

RELATERT: NYTT BIONISK ØYE KAN GJENBYRE SIKT TIL MILLIONER

Magnetisk drevet nevralstimulator

Nevral stimulator er den første magnetisk drevne nevralstimulatoren som kan fungere ved høyfrekvente signaler - akkurat som klinisk godkjente, batteridrevne implantater som vanligvis brukes som behandling for epilepsi, kronisk smerte, Parkinsons sykdom og andre tilstander, ifølge et blogginnlegg på nettstedet Rice University.

Hovedingrediensen i implantatet er en tynn stripe av "magnetoelektrisk" materiale som omdanner magnetisk energi direkte til en elektrisk spenning. Denne nye metoden unngår vanlige fallgruver ved bruk av radiobølger, lys, ultralyd og til og med magnetiske spoler - som alle tidligere har blitt foreslått som mulige strømkilder for små trådløse implantater - som hver lider av interferens med levende vev, eller til og med produserer farlige mengder av varme i kroppen.

Proof-of-concept for nevrale stimulator uten batterier

For å bevise levedyktigheten til magnetoelektrisk teknologi, testet forskerne implantatene i gnagere som var helt våkne og fritt til å streife omkring i sine lukkede rom.

"Å gjøre bevis på prinsippet er veldig viktig, fordi det er et enormt teknologisk sprang å gå fra benkeplatedemonstrasjon til noe som faktisk kan være nyttig for behandling av mennesker," sa Jacob Robinson, en tilsvarende forfatter av studien og medlem av Rice Neuroengineering Initiative. "Våre resultater antyder at bruk av magnetoelektriske materialer for trådløs strømforsyning er mer enn en ny ide. Disse materialene er gode kandidater for klinisk, trådløs bioelektronikk."

Fremtidige anvendelser av små nevrale stimulanter

Små hjerne- og nervesystemstimulerende midler kan ha applikasjoner over et bredt spekter av fremtidig teknologi. Batteridrevne implantater brukes vanligvis til epilepsi og tremorreduksjon hos pasienter som lider av Parkinsons sykdom, men ny forskning viser at nevral stimulering kan være en nyttig måte å behandle depresjon, tvangslidelser, og mer enn en tredjedel av pasientene som lider av kronisk uoppnåelig smerter assosiert med depresjon, angst og opioidavhengighet.

Robinson la til at miniatyriseringsstudiens hovedforfatter og kandidatstudent Amanda Singer er viktig fordi den åpner døren til nevral stimuleringsterapi uten å bruke ekstern eller batterilevet kraft - og spesielt uten behov for større operasjoner. Kirurger kunne installere en enhet på størrelse med et riskorn nesten hvor som helst i kroppen med en minimalt invasiv prosedyre, i likhet med den som ble brukt til å sette stenter i blokkerte arterier.

Graduate student løser trådløs strømproblem

Singer løste det trådløse strømproblemet ved å plassere lag av to forskjellige materialer sammen i en enkelt film. Det første laget var en magnetostriktiv folie av jern, silisium, karbon og bor - og vibrerer på molekylært nivå når det plasseres i et magnetfelt. Det andre laget er en piezoelektrisk krystall som omdanner mekanisk spenning direkte til elektrisk spenning.

"Magnetfeltet genererer spenning i det magnetostriktive materialet," sa Singer. "Det gjør ikke at materialet blir synlig større og mindre, men det genererer akustiske bølger, og noen av dem har en resonansfrekvens som skaper en bestemt modus vi bruker kalt en akustisk resonansmodus."

Som fremskritt som Elon Musks Neuralink arbeider for å øke hjernefunksjonen hos pasienter med kroniske nevrologiske sykdommer, gir denne siste forskningen fra Rice University oss et innblikk i en fremtid der nevroingeniør kan stimulere en hjerne uten strømkilde - bortsett fra et nærliggende magnetfelt.


Se videoen: Verdens første flygende tallerken, nikola tesla, verdens første mann som laget UFO (August 2022).