wersja mobilna
Online: 833 Piątek, 2018.06.22

Biznes

Mikrodiody LED wstrzykiwane do mózgu pomogą neurologom w badaniach

piątek, 26 kwietnia 2013 11:14

Naukowcy z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign i Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis opracowali ultracienkie, optoelektroniczne urządzenia o wymiarach zbliżonych do pojedynczych komórek. Nowa klasa małych diod przeznaczonych do wstrzykiwania pomoże w odkrywaniu głębokich tajemnic mózgu. Badacze zademonstrowali pierwsze zastosowanie ich urządzeń w optogenetyce - nowym obszarze neurologii, który wykorzystuje światło do stymulacji ścieżek neuronowych w mózgu.

Grupa naukowców pracowała pod kierunkiem profesora inżynierii materiałowej z Uniwersytetu Illinois - Johna A. Rogersa oraz profesora anestezjologii z Uniwersytetu Waszyngtońskiego - Michaela R. Bruchasa. - Opracowane materiały i skonstruowane urządzenia otwierają nowe sposoby umieszczania elementów półprzewodnikowych bezpośrednio w mózgu. Mówiąc bardziej ogólnie, tworzą nowy paradygmat dla umieszczania w ciele zaawansowanych form elektroniki: ultraminiaturowych urządzeń, które wstrzykuje się aby zapewnić bezpośrednią interakcję w głębi tkanek - powiedział John Rogers.

Zastosowanie mikrodiod LED umożliwi badanie reakcji na światło zaprogramowanych genetycznie konkretnych neuronów. Optogenetyka pozwala naukowcom badać funkcje mózgu w izolacji, w sposób który nie jest możliwy przy stymulacji elektrycznej wpływającej na neurony w szerokim zakresie, lub przy zastosowaniu leków, które nasycają cały mózg.

Naukowcy wciąż na nowo podejmują inżynieryjne wyzwanie dostarczania światła do konkretnych regionów położonych głęboko w mózgu. Obecnie najczęściej stosowane są metody inwazyjne, polegające na podłączaniu zwierząt do laserów przy pomocy światłowodów osadzonych w czaszce i mózgu. Ogranicza to ruchy i wpływa na naturalne zachowania, uniemożliwiając badanie interakcji społecznych. Nowo opracowane technologie mają obejść te ograniczenia.

Specjalnie zaprojektowane silne diody LED należą do najmniejszych na świecie i mają rozmiary porównywalne do pojedynczych komórek. Ich wstrzyknięcie do mózgu zapewni bezpośrednie oświetlenie i precyzyjną kontrolę. Urządzenia są drukowane na końcu ostrza cienkiej, elastycznej taśmy z tworzywa sztucznego - cieńszej od ludzkiego włosa i węższej niż ucho igielne. Można je umieścić głęboko w mózgu wywołując jedynie niewielki stres tkankowy.

Mikrodiody LED drukowane na końcu ostrza cienkiej, elastycznej taśmy z tworzywa sztucznegoAktywne urządzenia to nie tylko diody LED, ale także różne czujniki, mikroskalowe grzejniki i elektrody, które mogą zarówno stymulować, jak i rejestrować aktywność elektryczną. W badanym obszarze umieszcza się je przy pomocy igły do mikroinjekcji. Taśma łączy je z modułem zawierającym antenę i obwód zasilający. Element ten montowany jest na szczycie głowy i może być odłączany. Taki system pozwoli zwierzętom na swobodne poruszanie i współdziałanie ze sobą w sposób naturalny.

Mnogość dostępnych opcji pozwala sądzić, że bezprzewodowa, wstrzykiwana platforma elektroniczna może być stosowana do wielu typów badań neurologicznych lub też wykorzystana w innych narządach. Przykładem jest opracowanie przez zespół Rogersa podobnego urządzenia do stymulacji nerwów obwodowych w nodze jako potencjalnej drogi do leczenia bólu. Kolejne prace badawcze wspiera Narodowy Instytut Zdrowia i Departamentu Energii USA.

źródło: University of Illinois

 

World News 24h

piątek, 22 czerwca 2018 14:04

IBM’s announcement that they had produced the world’s smallest computer back in March raised a few eyebrows at the University of Michigan, home of the previous champion of tiny computing. Now, the Michigan team has gone even smaller, with a device that measures just 0.3 mm to a side - dwarfed by a grain of rice. The reason for the curiosity is that IBM’s claim calls for a re-examination of what constitutes a computer. Previous systems, including the 2x2x4mm Michigan Micro Mote, retain their programming and data even when they are not externally powered. Unplug a desktop computer, and its program and data are still there when it boots itself up once the power is back. These new microdevices, from IBM and now Michigan, lose all prior programming and data as soon as they lose power.

więcej na: news.umich.edu