Inžinieriai iš Kalifornijos universiteto San Diege sukūrė rekordinio tikslumo smegenų elektrinių signalų jutiklį. Naujoji sistema modernizuoja smegenų žiemės aktyvumo nuskaitymą elektrodais – elektrokortikografiją. Mokslininkai tvirtina, kad ši technologija padės kovoti su vėžiu ir epilepsija, bei padės kurti tobulesnes smegenų ir kompiuterio sąsajas.
Mokslininkai sukūrė naujovišką, neregėtu detalumu fiksuojantį smegenų žievės elektrinį aktyvumą, jutiklį
© David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering
Elektrokortikografijos (EKoG) jutikliai įprastai būna elektrodų tinkleliai, operacijos metu išdėstomi ant atviros galvos smegenų žievės. Per šiuos elektrodus užrašomi smegenų žievės elektros signalai, ir chirurgai gali nustatyti, kurios smegenų sritys aktyvios konkrečiu momentu. Taip gydytojai saugiai pašalina auglius ar epilepsijos priepuolius sukeliančias smegenų audinio dalis, palikdami nepaliestas sveikas smegenų dalis, paaiškina „New Atlas“.
Naujos technologijos veikimo principas panašus, tačiau veikia daug kartų tiksliau. Pasak kūrėjų, jų sukurtas jutiklis surenka ir apdoroja 100 kartų daugiau elektros signalų, nei medicinos reguliatorių patvirtintos sistemos.
Daugumoje šiuolaikinių EKoG įrenginių yra nuo 16 iki 64 jutiklių, kai kuriais ypatingais atvejais – 256. Kalifornijos universiteto prietaise jų yra 1024 arba 2048.
Tradiciniuose EKoG tinkleliuose, siekiant išvengti trukdžių, jutiklius vieną nuo kito skiria 1 cm atstumas. Šis trūkumas anksčiau chirurgams keldavo daugybę problemų — dėl nepakankamo elektrinių signalų apdorojimo tikslumo kai kada gydytojai privalėdavo atsisakyti atlikti operacijas. Tačiau naujo būdo autoriai tvirtina radę sprendimą, panaudodami nanometrinius platininius strypelius.
Naudodami naujus miniatiūrinius jutiklius, mokslininkai sugebėjo kiekviename ploto vienete vien sutalpinti po 100 jutiklių. Strypeliai išdėstyti vieno milimetro atstumu vienas nuo kito ant lankstaus biologiškai derančios medžiagos pagrindo, dėl to jutiklių tinkleliai už dabar naudojamus tampa maždaug 100 kartų plonesni, ~10µm.
Smegenų žievės plotelis, anksčiau generavęs vos vieną signalą, dabar gali suteikti 100 kartų daugiau informacijos apie galvos smegenų veikimą.
Naujojo metodo efektyvumą mokslininkai sėkmingai įrodė eksperimentais. Komanda panaudojo 1024 smegenų audinių elektros signalų jutiklių technologijos versiją panaudojo su 19 pacientų, kuriems atliktos operacijos. Be to, inžinieriai panaudojo jutiklius keturių skirtingų subjektų, atliekančių motorines užduotis, svarbių smegenų zonų kartografavimui, o taip pat pirmą kartą kartografavo žiurkės galvos smegenų žievę. Anksčiau analogiškoms užduotims naudotos adatos ir stimuliacija elektros srove.
Kitas tyrėjų tikslas – technologijos komercializavimas. Inžinieriai jau susisiekė su JAV medicinos srities reguliatoriais ir rengiasi naujiems klinikiniams bandymams. Be to, mokslininkai jau suplanavo sukurti ir belaidę prietaiso versiją, kurią bus galima panaudoti stebėti epilepsija sergančių žmonių smegenų veiklą.
hightech.plus
