Самый маленький имплантируемый медицинский прибор
Японские исследователи из университета NAIST разработали новое имплантируемое устройство, размеры которого не превышают толщину монеты и которое предназначено для контроля сигналов мозга. Этот миниатюрный прибор конвертирует инфракрасный свет в голубой и способен контролировать нейронную активность в человеческом мозге. На сегодняшний день это самый маленький в мире беспроводной медицинский прибор. Информация о разработке опубликована в журнале AIP Advances.
Проведенные в последние годы исследования доказали, что нейронное поведение можно изменять с помощью света. Сейчас известно, что свет способен активировать определенные белки в мозге и изменять его работу. Ученые уже пробовали имплантировать оптические устройства в мозг грызунов и успешно контролировали их поведение, используя при стимулировании только свет определенной длины волны. Однако эти устройства были слишком громоздкими и вызывали дискомфорт у животных.
Новый прибор, разработанный группой ученых во главе с Такаши Токуда, использует дополнительный метал-оксидный полупроводник, предназначенный для контроля фотоэлектрической энергии. По словам Токуда, в полупроводниковые чипы были интегрированы два набора фотоэлектрических ячеек. При этом десять ячеек были предназначены для питания и семь - для стабилизации.
Устройство содержит чип со светодиодом из нитрида индия-галлия, который способен излучать голубой свет. Но главной отличительной чертой этого миниатюрного прибора является то, что он активируется инфракрасным светом. Такой свет часто используется при световой терапии, поскольку он может глубоко проникать в тело, в то время как голубой свет не проходит дальше поверхности. Это дает возможность имплантировать устройство на несколько сантиметров вглубь тела.
Размеры прибора не превышают 1 мм2 и вес составляет 2.3 мг, что практически на порядок меньше, чем параметры любого другого аналогичного устройства.
По словам Токуда,
Устройство все еще нуждается в модификации, которая позволит существенно улучшить его работу. Нам надо улучшить возможности получения питания и эффективность преобразования энергии.
