Naukowcy budują w pełni zasilany implant mózgowy poprzez oddychanie użytkownika

Stymulatory mózgu, forma implantów mózgowych, mogą zmienić życie osób z zaburzeniami neurologicznymi, takimi jak choroba Parkinsona.

A teraz naukowcy z A. twierdzą nauka Został opublikowany w zeszłym miesiącu w magazynie Raport z fizyki komórek Opracowali sposób ładowania implantów tylko poprzez ruchy oddechowe – potencjalnie uwalniając je od chaotycznej mechaniki ładowania przedmiotu wewnątrz ludzkiego ciała.

Zasadniczo rozrusznik mózgowy, wysyła impulsy elektryczne głęboko do mózgu za pomocą wbudowanych przewodów, aby pomóc regulować aktywność mózgu, szczególnie w obszarach kontrolujących funkcje motoryczne. W rzeczywistości może to pomóc pacjentom Zmniejszenie drżenia i sztywności związane z chorobą Parkinsona, a w ostatnich latach zyskało popularność jako leczenie depresjibardzo.

Ale bodźce mózgowe nie są doskonałe. Co 2-3 lata potrzebują operacji, aby wymienić baterie, co jest kosztowne i fizycznie obciążające.

Dlatego naukowcy z University of Connecticut pracowali nad opracowaniem stymulatora mózgu, który wykorzystuje energię generowaną przez ruchy oddechowe w klatce piersiowej pacjenta. Wykorzystuje zastrzeżone ładowanie elektrostatyczne, w którym elektryczność statyczna jest generowana przez tarcie, na przykład podczas toczenia się po dywanie i wytwarzania wstrząsu statycznego.

Zasadniczo naukowcy wykorzystali ten efekt, stosując zastrzeżone generatory nanoelektryczne w pobliżu ściany klatki piersiowej. Wdychanie i wydech powodują, że ściana ociera się o generator, który wytwarza prąd ładowania superkondensatora, który z kolei ładuje stymulator mózgu.

„Chcieliśmy dopasować to do pozostałych dostępnych technologii w zwykły sposób” – powiedział badacz Jim Rusling, chemik z UConn i współautor nowego artykułu. komunikat prasowy. „W zasadzie, jeśli ktoś ma już urządzenie DBS, możemy po prostu wymienić baterię na ten generator bez konieczności modyfikowania go całkowicie nowym urządzeniem”.

Do tej pory nanogenerator był testowany w symulowanym świńskim boksie przy użyciu prawdziwego świńskiego płuca. Podczas eksperymentów nanogenerator był z powodzeniem obsługiwany przez wdychanie i wydychanie świńskich płuc. Ale sam stymulator mózgu był połączony z mózgiem myszy, a nie świni.

„To pierwszy system, który łączy wszystkie elementy razem: wydajne zbieranie energii, magazynowanie energii i kontrolowany stymulator mózgu” – powiedział współautor badania i kolega chemik z Ukun Islam Musa, również w komunikacie. „Wykazaliśmy, że samopodtrzymujący się głęboki stymulator mózgu może sporadycznie stymulować tkankę mózgową poprzez naprzemienne okresy stymulacji i okresy braku stymulacji, co jest skutecznym podejściem do głębokiej stymulacji mózgu w leczeniu schorzeń psychiatrycznych”.

Zespół twierdzi, że następnym krokiem jest przetestowanie samopodtrzymującego się systemu na większych zwierzętach.

Więcej o implantach mózgowych: Całkowicie sparaliżowany pacjent dostaje przeszczep mózgu, zamawia piwo i metale ciężkie