הם חיישנים זעירים, אלחוטיים וחסרי סוללה שאינם גדולים מחתיכת חול. אך בעתיד ניתן להשתמש בחיישני "אבק עצבי" אלה להפעלת תותבות, פיקוח על בריאות האיברים ומעקב אחר התקדמות הגידולים.
צוות מהנדסים ומדעי המוח מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, עובד על הטכנולוגיה כבר חצי עשור. כעת הם הצליחו להשתיל את החיישנים בתוך חולדות, שם הם עוקבים אחר דחפי עצבים ושרירים באמצעות אולטרסאונד. המחקר שלהם מופיע בכתב העת Neuron .
"יש הרבה דברים מרגשים שזה פותח לך את הדלת, " אומר מישל מהרביץ, פרופסור להנדסה ואחד משני המחברים העיקריים של המחקר.
חיישני האבק העצביים שפותחו על ידי מהרביז וסופר-שותפו, מדעי המוח חוסה קרמנה, מורכבים מגביש פיוזואלקטרי (המייצר מתח בתגובה ללחץ פיזי) המחובר למעגל אלקטרוני פשוט, כולם מורכבים על לוח פולימר זעיר. שינוי בעצב או בסיבי השריר המקיפים את החיישן משנה את תנודות הגביש. תנודות אלה, שניתן לתפוס באמצעות אולטראסאונד, נותנות לחוקרים תחושה של מה שקורה בעומק הגוף.
תרשים אבק עצבי (UC ברקלי) בניית ממשקים לתיעוד או גירוי של מערכת העצבים שתימשך גם בגוף במשך עשרות שנים הייתה חידה ארוכת שנים, טוען מהרביז. שתלים רבים משפילים לאחר שנה או שנתיים. חלקם דורשים חוטים הבולטים מהעור. אחרים פשוט לא עובדים ביעילות. היסטורית, מדענים השתמשו בתדר רדיו כדי לתקשר עם שתלים רפואיים. זה בסדר עם שתלים גדולים יותר, אומר מהרביץ. אבל עבור שתלים זעירים כמו אבק עצבי, גלי הרדיו גדולים מכדי לעבוד ביעילות. אז הצוות במקום זאת ניסה אולטרסאונד, שמתברר שהוא עובד הרבה יותר טוב.
הצעדים מתקדמים בבניית חיישני אבק עצביים מתוך מגוון חומרים שונים הבטוחים לשימוש בגוף האדם. הם מנסים גם להפוך את החיישנים לקטנים הרבה יותר, קטנים מספיק בכדי להתאים עצמם בעצבים. עד כה נעשה שימוש בחיישנים במערכת העצבים ההיקפית ובשרירים, אך אם הם מכווצים, ניתן יהיה להושתיל אותם ישירות למערכת העצבים המרכזית או למוח.
אבק עצבי שהושתל בחולדה (UC ברקלי) היה צורך בניתוח קל כדי להכניס את החיישנים לחולדות. הצוות עובד כרגע עם מיקרו-כירורגים בכדי לבדוק אילו סוגים של טכנולוגיות לפרוסקופיות או אנדוסקופיות עשויות להיות הטובות ביותר להטמעת המכשירים בצורה זעיר פולשנית.
יתכן ויחלפו שנים עד שהטכנולוגיה מוכנה לבדיקה בבני אדם, אומר מהרביז. אך בהמשך הדרך, לאבק העצבי יש פוטנציאל לשמש להעצמת תותבים באמצעות דחפים עצביים. אדם משותק יכול תיאורטי לשלוט במחשב או שקטוע יכול להפעיל יד על רובוט באמצעות החיישנים. אבק עצבי יכול לשמש גם למעקב אחר נתוני בריאות, כמו רמות חמצן, pH או נוכחות של תרכובות כימיות מסוימות, או לפיקוח על תפקוד האיברים. בחולי סרטן, חיישנים שהושתלו בקרבת גידולים יכולים לפקח על התפתחותם באופן שוטף.
"זוהי גבול חדש", אומר מהרביץ. "אתה יכול לעשות רק סכום מדהים."
