Mozog a stroj sa začínajú spájať. Mikročip od MIT sa dokáže sám dostať do tvojho mozgu a ovládať neuróny
Mikroskopické čipy z MIT sa dokážu dostať do mozgu cez krvný obeh a stimulovať neuróny bez operácie. Vedci hovoria o začiatku éry symbiózy človeka a stroja.
Vedci z MIT predstavili mikroskopické elektronické zariadenia, ktoré sa dajú vpichnúť do žily a samy si nájdu cestu do presne určenej oblasti mozgu. Tam sa „uhniezdia“ a začnú robiť to, čo dnes zvládnu len drahé a rizikové chirurgické implantáty, stimulujú neuróny elektrickými impulzmi.
Tím z MIT nazval túto technológiu „cirkulatronika“, pretože zariadenia cestujú telom pomocou krvného obehu. Nie sú väčšie než zlomok zrnka ryže, no dokážu prijímať energiu bezdrôtovo a posielať impulzy s mikroskopickou presnosťou, v rozmedzí niekoľkých mikrometrov od cieľa. To znamená, že môžu cielene zasiahnuť napríklad zápal v hlbokých oblastiach mozgu bez jediného rezu.
Žiadna operácia, žiadne poškodenie tkaniva
Bežné mozgové implantáty si vyžadujú zložité operácie, dlhé zotavenie a často aj stovky tisíc dolárov. Cirkulatronika môže tento proces úplne zmeniť. Zariadenia sa injekčne vstreknú do krvného obehu a vďaka spojeniu s živými bunkami sa bez problémov dostanú až do cieľa.
Tieto živé bunky, konkrétne typ imunitných buniek nazývaných monocyty, zariadenia „maskujú“ pred imunitným systémom a pomáhajú im prejsť aj cez hematoencefalickú bariéru, prirodzený filter mozgu, ktorý zvyčajne neprepúšťa cudzie látky. Profesorka Deblina Sarkar, ktorá vedie výskum, hovorí, že práve táto biologická kamufláž bola kľúčová. Zariadenia sa naučili žiť v krvi bez toho, aby ich telo odmietalo.
Každý implantát je vrstvená štruktúra z vodivých kovov a organických polovodičov, vyrobená v MIT.nano laboratóriách. Po spojení s bunkami vzniká hybrid elektroniky a biológie, ktorý sa dokáže pohybovať, rozpoznávať chemické signály a cielene sa usadiť v konkrétnom regióne mozgu.
Neprehliadni
Po vstupe do cieľa sa implantát napája pomocou blízkeho infračerveného svetla. Externý vysielač vyšle energiu cez lebku a zariadenie začne stimulovať neuróny. V testoch na myšiach sa takto podarilo zasiahnuť oblasti zápalu bez poškodenia okolitého tkaniva.
Zaujímavé je, že tieto miniatúrne čipy dokážu koexistovať s neurónmi bez toho, aby narušili ich fungovanie. Vedci ich pozorovali počas dlhšieho obdobia a neobjavili žiadne zmeny v pohybe či správaní zvierat.
Potenciál pre liečbu Alzheimerovej choroby aj rakoviny
Tím profesorky Sarkar vidí prvé použitie pri ochoreniach, kde bežné liečby zlyhávajú, Alzheimerova choroba, chronická bolesť alebo mozgové nádory. Napríklad pri rakovine mozgu môžu byť nádory roztrúsené po viacerých miestach, niektoré dokonca príliš malé na to, aby ich lekári dokázali zamerať. Mikročipy by mohli samostatne hľadať zápalové ložiská a cielene ich ovplyvňovať.
Na rozdiel od klasických implantátov, ktoré pokrývajú len niekoľko bodov, cirkulatronika dokáže vytvoriť tisíce drobných stimulačných miest, ktoré kopírujú tvar a rozsah chorého tkaniva.
Sarkarov tím chce do troch rokov spustiť klinické testy prostredníctvom startupu Cahira Technologies, ktorý vznikol práve na komercializáciu tohto výskumu.
Vízia biologicko-kybernetickej symbiózy
Výskum však nemieri len k liečbe. Sarkar hovorí o „jedinečnej mozgovo-počítačovej symbióze“, kde sa hranica medzi živým a elektronickým postupne stiera.
„Naše drobné elektronické zariadenia sa bezproblémovo integrujú s neurónmi a spolužijú a koexistujú s mozgovými bunkami, čím vytvárajú jedinečnú mozgovo-počítačovú symbiózu. Sme odhodlaní využiť túto technológiu na liečbu neurologických chorôb, kde zlyhávajú lieky alebo štandardné terapie, na zmiernenie ľudského utrpenia a predstavujeme si budúcnosť, kde by ľudia mohli prekročiť choroby a biologické obmedzenia,“ hovorí Sarkar.
Budúce verzie implantátov by mali obsahovať senzory a nanoobvody, ktoré umožnia obojsmernú komunikáciu, čip nebude len stimulovať neuróny, ale aj čítať ich signály a reagovať v reálnom čase. V praxi by tak vznikla aktívna kyberneticko-biologická sústava, schopná prispôsobovať sa potrebám mozgu bez zásahu človeka.
Takýto systém by mohol v budúcnosti pomáhať nielen pri chorobách, ale aj pri rozširovaní schopností mozgu. Sarkar tvrdí, že ide o začiatok éry, kde elektronika a biológia prestanú byť oddelené svety a kde technológia nebude len nástrojom, ale partnerom.
