מה אם הגאדג'ט הבא לשליחת הודעות לחבריך לא היה שעון שחובר לפרק כף היד או טלפון ממולא בכיסך - אלא מכשיר אלקטרוני המוטמע במוחך? עכשיו, סוג חדש של מעגל גמיש קירב אותנו צעד אחד קרוב יותר לעתיד המדע הבדיוני הזה. רשת של חוטים המושתלים באמצעות הזרקה, רק כמה מילימטרים ספורים לרוחב, יכולים להמשיך את עצמם בנוירונים חיים ובמצותת דרך הפטפטות שלהם, ומציעים דרך לאלקטרוניקה להתממשק בפעילות המוח שלך.
תוכן קשור
- גלי הלם עלולים ליצור בועות מסוכנות במוח
- ערוך זיכרונות חדשים אך שמור על הישנים, בעזרת מעט אלקטרודות
- שבץ הגאונות הזה יכול לאפשר לך לכתוב במוחך
"אנחנו מנסים לטשטש את ההבחנה בין מעגלים אלקטרוניים למעגלים עצביים", אומר צ'ארלס ליבר, ננוטכנולוגולוג באוניברסיטת הרווארד ומחבר משותף למחקר המתאר את המכשיר השבוע ב Nature Nanotechnology.
עד כה הטק נבדק רק בראשי עכברים חיים. אבל ליבר מקווה בסופו של דבר לחבר אותו לבני אדם. תומכיו כוללים Fidelity Biosciences, חברת הון סיכון המעוניינת בדרכים חדשות לטיפול בהפרעות עצביות כמו מחלת פרקינסון. הצבא התעניין גם בכך, וסיפק תמיכה באמצעות תוכנית הסייבורגסל של חיל האוויר האמריקני, המתמקדת במוצרי אלקטרוניקה בהיקף קטן לצורך "שיפור ביצועים" של תאים.
עבור חלק מהאנשים אלקטרוניקה עצבית היא כבר מציאות. הסובלים מרעידות חמורות או התכווצויות שרירים בלתי נשלטות יכולים למצוא הקלה באמצעות זעזועים חשמליים, המועברים על ידי חוטים ארוכים המושחלים עמוק לתוך המוח. ורביעיית הנשים למדו לשלוט בגפיים תותבות באמצעות שבבים המוטבעים במוח או אלקטרודות המונחות על פני המוח.
אולם ניתן להשתמש בטכנולוגיות אלה רק במקרים חמורים מכיוון שהם דורשים נהלים פולשניים. "מכשירים קודמים הסתמכו על חתכים וניתוחים גדולים", אומרת דיי-היונג קים, ננוטכנולוגית באוניברסיטה הלאומית בסיאול בדרום קוריאה.
מה שהופך את הגישה החדשה לשונה זו הגמישות יוצאת הדופן של המעגל. המעגל עשוי מגדלי מתכת ופלסטיק השזורים זה בזה כמו רשת דייגים, והמעגל "גמיש פי מאה מאלו האלקטרוניקה הניתנת להשתלה", אומר ליבר. ניתן לגלגל את הרשת כך שתוכל לעבור בקלות דרך מחט מזרק. ברגע שנמצא בתוך הגוף, הרשת מתפרקת מעצמה ומשתבשת במוח.
נתיחות שלאחר המוות של עכברים שהוזרקו חשפו כי החוטים ארגו את עצמם במרקם של נוירונים סבוכים במהלך שבועות. קשרים הדוקים שנוצרו כחומר פלסטי ומוח סרוגים יחד עם השפעה שלילית לכאורה. תאימות זו נובעת אולי מכיוון שהרשת עוצבה על פי פיגומים תלת מימדיים המשמשים מהנדסים ביו-רפואיים לגידול רקמות מחוץ לגוף.
תמונת מיקרוסקופ תלת-ממדית מציגה את הרשת המוזרקת לאזור במוח הנקרא החדר לרוחב. (קבוצת המחקר של ליבר, אוניברסיטת הרווארד) ניתן היה לעקוב אחר פעילויות הנוירונים באמצעות חיישנים מיקרוסקופיים המחוברים למעגל. גלאי מתח קלטו זרמים שנוצרו כתוצאה מתאי תאים מוחיים בודדים. אותם אותות חשמליים הועברו לאורך חוט שנגמר מהראש למחשב.
"זה יכול לגרום לכמה דרכים לממשק מוחי לצרכנים, " אומר ג'ייקוב רובינסון, המפתח טכנולוגיות שמתממשקות למוח באוניברסיטת רייס. "חיבור המחשב למוח שלך הופך להיות הרבה יותר טעים אם כל מה שאתה צריך לעשות זה להזרים משהו."
עבור מדעני המוח המעוניינים להתקשר עם תאי המוח, כלי רגיש זה מציע גישה לחלקים במערכת העצבים שקשה ללמוד אותם בטכנולוגיות מסורתיות. לפני שלושה חודשים, למשל, הזריק קולגה של ליבר כמה מרשתותיו לעיני עכברים, סמוך לתאי עצב שאוספים מידע חזותי מהרשתית. בדיקת תאים אלה דורשת בדרך כלל כריתת נתח העין. איתותים שנאספו על ידי הרשתות המוזרקות נותרו חזקות עד כה והעכברים נשארים בריאים.
עם זאת, כדי שיהיה מועיל לבני אדם, הצוות של ליבר יצטרך להוכיח כי לרשתות יש אורך חיים גדול עוד יותר. אלקטרוניקה עצבית קודמת סבלה מבעיות יציבות; הם נוטים לאבד אות לאורך זמן כאשר התאים ליד הפורצים הנוקשים מתים או נודדים משם. אבל הצוות אופטימי שהרשת של ליבר תתברר כידידת מוח יותר, מכיוון שתאים שנתקלים בה עד כה נראים מתכרבלים וצומחים לפערים שלה.
הקשבה לפעילות המוח עשויה להיות רק ההתחלה - כמו במעגלים יומיומיים ניתן להוסיף רכיבים שונים למשימות שונות. בניסוי אחר, צוותו של ליבר הזריק מעגלים מצוידים בחיישני לחץ לחורים בתוך פולימר רך. עם סחיטת הפולימר מדדו החיישנים שינויים בלחץ בתוך החללים. זה יכול להיות שימושי לחקירת שינויי לחץ בתוך הגולגולת, כמו אלה המתרחשים לאחר פגיעת ראש טראומטית.
בהמשך הקו, רשת עשויה להיות משובצת במכשירי משוב המספקים גירויים חשמליים או משחררים חבילות של תרופות לטיפול רפואי. הוסף כמה אנטנות RFID מיקרוסקופיות, והמעגל יכול להיות אלחוטי. וחובבי מדע בדיעבד צריכים להמליח במחשבה להתקין התקני אחסון זיכרון - בדומה ל- RAM שבמחשבים - כדי לשפר את הזיכרונות שלהם.
"עלינו ללכת לפני שנוכל לרוץ, אך אנו חושבים שאנחנו באמת יכולים לחולל מהפכה ביכולת שלנו להתממשק למוח", אומר ליבר.
