Wetenschappers aan de Universiteit van Californië, Berkely, hebben draadloze sensoren ter grootte van een zandkorrel ontwikkeld. Deze kunnen aandoeningen zoals epilepsie monitoren of behandelen en mogelijk zelfs de aansturing van nieuwe generatie protheses beheren. De miniatuur sensoren zijn al met succes in ratten uitgetest. Proeven op mensen kunnen binnen twee jaar starten.
“Je kunt het zien als een soort interne variant van een FitBit, waarmee je allerlei gegevens kunt verzamelen waar we nu nog moeilijk aan kunnen komen,” stelt Michel Maharbiz, junior professor op het gebied van elektrotechniek en computerwetenschappen aan de Universiteit van Californië.De draadloze sensoren kunnen zowel van energie worden voorzien als gegevens verzenden via ultrasone golven. Ze hebben dus geen interne energiebron nodig. Bovendien is het niet langer nodig om van buitenaf bedrade sensors te gebruiken. De huidige medische technologie past een grote variëteit toe van bedrade elektroden die bevestigd worden aan het lichaam om zo aandoeningen te monitoren of te behandelen, zoals epilepsie of hartritmestoornissen.
Als voorbeeld laat Reuters in een video zien hoe Jan Scheuerman, verlamd aan zowel armen als benen, in 2012 voor het eerst in staat was om via haar gedachten een robothand te gebruiken om zichzelf te voeden. Hiervoor werd een externe sensor gebruik die aan haar hersens was gekoppeld en haar neurale activiteit las.
Het idee is nu volgens Maharbiz onder meer om dit soort sensortechnologie draadloos te maken. “Er is veel enthousiasme over de mogelijkheden om neurale signalen te gebruiken, of het nou afkomstig is van het perifere of het centrale zenuwstelsel, om gemotoriseerde prothese aan te sturen.”
Gezondheid monitoren
Deze realiteit ligt nog wat verder weg in de toekomst – zo zal het zoals aangegeven nog een kleine twee jaar duren voordat de sensors in het menselijke lichaam worden getest. Het onderzoek van Maharbiz en zijn team is echter wel een grote stap in het dichterbij deze realiteit komen. In de niet al te verre toekomst kunnen we dus gebruik maken van miniatuur sensoren die ons lichaam in de gaten houden, een compleet andere manier om gezondheid te monitoren.De sensoren bestaan uit piëzo-elektrische kristallen die ultrasone golven converteren naar elektriciteit waarmee miniatuur transistors in contact kunnen komen met zenuwcellen. De transistors registreren neurale activiteit en gebruiken dezelfde ultrasone golven om gegevens naar een ontvanger buiten het lichaam te sturen. Verder werken de wetenschappers aan de mogelijkheid dat hun ‘neurale stofjes’ gegevens van buiten het lichaam kunnen doorgeven aan zenuwcellen. Daarmee zouden de sensors in staat kunnen zijn om neurologische aandoeningen te behandelen. De volgende stap is dan om de sensors nog kleiner te maken.
###Neural-dust###
Momenteel zijn de sensoren, of ‘stofdeeltjes’ zoals de wetenschappers ze ook wel noemen, ongeveer een millimeter groot. Dat is vergelijkbaar met een zandkorrel. Tot nu toe zijn de sensoren gebruikt om contact te leggen met het perifere zenuwstelsel – het deel van het zenuwstelsel buiten de hersens en de ruggengraat. Om in de hersens te kunnen werken moeten de neurale stofjes niet groter zijn dan 50 micron, ofwel de dikte van een menselijke haar.
Volgens Dr. Eric Leuthardt, een professor in neurochirurgie aan de Universiteit van Washington, is er sprake van een betekenisvolle stap in de richting van het verzamelen van gegevens in het lichaam. Hij nuanceert wel dat er een verschil is tussen demonstreren dat iets werkt en het geschikt maken voor klinisch gebruik. Voordat men draadloze sensors in hersens gaat plaatsen, dient de wetenschap over hoe het brein informatie deelt en verwerkt nog wat stappen te zetten.
Meer weten over ‘neurale stof’? Kijk hier: in deze publicatie op de Berkely News website.
