Hidrogéles agy-gép interfész

Az újszerű megoldást zökkenőmentesen elfogadja az emberi szervezet.

A Koreai Tudományos és Technológiai Intézet (KAIST) kutatói egy olyan agy-gép interfészt alkottak meg, amelynél a multifunkciós szálköteget egy hidrogélbe integrálták. Ez egy olyan porózus műanyag, amely nagyon sok vizet tartalmaz és amelyet a szervezet nem idegentestként azonosít, ezért nem is vált ki immunreakciókat. A szálkötegben vannak optikai hullámvezető, amely fénnyel stimulálja az idegsejteket, továbbá elektródák, amelyek elektromos impulzusokat továbbítanak az agyból kifelé, illetve egy mikrofluidikai csatorna, amely gyógyszerek agyba juttatására használható.

Az interfészekre szükség van az agy struktúrájának a tanulmányozásához vagy a neurológiai betegségek diagnosztizálásához és kezeléséhez. Emellett használhatók az agy stimulálására és az agyhullámok valós időben való felismerésére. A jelenlegi neurális interfészek ugyanakkor mechanikusan és kémiai szempontból egyaránt különböznek a valódi agyszövetektől, ami általában idegentest-reakciókat vált ki.

Seongjun Park, a KAIST professzora és kollégái a hidrogélből kivonták a vizet, azután elhelyezték a testben, ahol ismét telítődött folyadékkal, így az agysejtek nem érzékelték idegentestként. A megoldást állatmodellekben alkalmazták és bebizonyosodott, hogy hat hónapig ki tudja olvasni a neurális jeleket. Ez sokkal hosszabb idő annál, mint amire a hagyományos interfészek képesek. Emellett lehetőség volt arra is, hogy hosszú távú viselkedéskísérleteket végezzenek szabadon mozgó egerekkel. Park hangsúlyozta, hogy arra számítanak, hogy az interfész segítségével könnyebbé válik az agyi betegségek, például az Alzheimer- és a Parkinson-kór felismerése és kezelése.

A Profusa nevű amerikai vállalat már 2018 márciusában olyan bioszenzorokat álmodott meg, amelyek különböző egészségügyi adatokat tudtak kiolvasni a szervezetből, majd azokat továbbították egy mobiltelefonnak vagy felhőszolgáltatásnak. A Lumee nevű megoldás hajlítható volt, olyan kicsi, mint egy rizsszem, a hossza 5 mm, a szélessége fél mm; s olyan hidrogél borította, amely nem aktiválta az immunrendszer védelmi reakcióit.