Manyetik alan kullanılarak şarj edilebilen, programlanabilen ve uzaktan kontrol edilebilen ilk nöral implant Amerikalı bilim insanları tarafından geliştirildi. İmplant, Şubat ayında San Francisco’daki Uluslararası Katı Hal devreleri Konferansında ayrıntılı olarak açıklandı. Böyle bir cihazla nöronların programlanabilir elektriksel uyarımının, epilepsi veya parkinson hastalığı için yeni tedavilerde kullanılabileceği düşünülmektedir.
Amerika Rica Üniversitesi bünyesinde yer alan mühendisler, Kaiyuan Yang, Jacob Robinson, Zhanghao Yu, Joshua Chen, Yan He, Amanda Singer, ve Benjamin Avants manyetoelektrik nöral implantlar için entegre edilmiş bir mikro sistem geliştirmiştir. Bu çalışmalarının amacı ise harici bir alternatif manyetik alandan enerji toplayabilen manyetoelektrik dönüştürücüleri birleştirmektir.
Bu çalışmalarının bir implantı güçlendirmek ve programlayabilmek için manyetik alan kullanabilecekleri ilk gelişme olduğunu vurgulamaktadırlar. Ayrıca manyetoelektrik dönüştürücüleri metal oksit yarı iletkenler ile birleştirerek bir çok uygulama için biyoelektrik platform ortaya çıkardıklarını da belirtmişlerdir. Tamamlayıcı veya bütünleyici metal oksit yarı iletken malzemeler olarak bilinen ve CMOS olarak kısaltılan malzemeler algılama ve sinyal işleme görevleri için ucuz, güçlü ve verimlidir. Manyetoelektrik nöral implantların ise geleneksel simülasyon teknolojisi, ultrason, elektromanyetik radyasyon, endüktif kuplaj ve optik teknolojilere göre daha fazla avantaja sahip olduğu bilinmektedir. Ek olarak dokuların manyetik alanı ememiyor olmasından dolayı ne ısıtılabilir ne de zarar görürler.
Uzun Vadede Güvenilir Nöral İmplant
Mühendisler tarafından geliştirilen prototip implant, sadece üç bileşenli esnek bir poliimid substrat üzerine inşa edilmiştir. Bu esnek poliimid substrat, manyetik alanı bir elektrik alanına, CMOS çipine ve enerjiyi geçici olarak depolamak için bir kapasitöre dönüştüren 2×4 milimetre manyetoelektrik filmdir. Kalibrasyonsuzdur ve çalışması için dahili voltaja ihtiyaç duymamaktadır. Nöral implant havada ve simüle edilmiş fizyolojik koşullarda agar jel kullanarak test edilmiştir. Testler sonucunda ise uzun vadede güvenilir olduğunu tespit edilmiştir.
Prototip implant aynı zamanda Hydra Vulgaris adında bir küçük organizmada test edilmiştir. Test sayesinde manyetoelektrik nöral implant ile temasla tetiklenen organizmada, kasılmalarla ilgili flüoresan (ışınır) sinyalleri gözlemleyebilmişlerdir. Bu araştırmadan sonra araştırmacılar cihazı, yaşayan organizmalar içerisinde test etmektedirler. Bu prototipteki bilgi akışının tek yönlü olmasından dolayı geri dönüş döngüsü oluşturabilmek için, implanta sensör eklemeyi de düşünmektedirler.
Kaynak
https://www.materialstoday.com/electronic-properties/news/magnetically-controlled-neural-implant/