Τι θα γινόταν αν οι επεμβάσεις στον εγκέφαλο μπορούσαν να αντικατασταθούν από μια απλή ένεση στο μπράτσο; Ερευνητές του MIT ενδέχεται να έχουν βρει τον τρόπο για να το κάνουν πραγματικότητα.
Η ομάδα ανέπτυξε μικροσκοπικές, ασύρματες βιοηλεκτρονικές συσκευές, οι οποίες μπορούν να εγχέονται στο κυκλοφορικό σύστημα, να ταξιδεύουν μέσα από αυτό και να αυτοεμφυτεύονται σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου – χωρίς καμία ανάγκη για νυστέρι.
Αυτά τα «circulatronics», όπως τα ονόμασαν, μπορούν να τροφοδοτούνται ασύρματα και να διεγείρουν ηλεκτρικά νευρώνες, με προοπτική, σύμφωνα με το Interesting Engineering, να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία ασθενειών όπως το Αλτσχάιμερ, η σκλήρυνση κατά πλάκας ή ακόμη και ο καρκίνος του εγκεφάλου.
Σε δοκιμές σε ζώα, οι συσκευές κατόρθωσαν να πλοηγηθούν με επιτυχία στο κυκλοφορικό σύστημα και να φτάσουν αυτόνομα σε στοχευμένες περιοχές του εγκεφάλου, παρέχοντας τοπική διέγερση με ακρίβεια μικρομέτρων.
Η νέα μέθοδος εξαλείφει τους κινδύνους και τα τεράστια κόστη που σχετίζονται με τις παραδοσιακές χειρουργικές επεμβάσεις εμφύτευσης στον εγκέφαλο – οι οποίες μπορεί να κοστίζουν εκατοντάδες χιλιάδες δολάρια.
Κι επειδή αυτές οι μικροσκοπικές συσκευές συγχωνεύονται με ζωντανά βιολογικά κύτταρα πριν την ένεση, δεν απορρίπτονται από το ανοσοποιητικό σύστημα και μπορούν να διαπεράσουν φυσικά τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό – ένα σημαντικό πλεονέκτημα έναντι των συμβατικών εμφυτευμάτων που απαιτούν επεμβατική πρόσβαση.
Μικροσκοπικοί ταξιδιώτες, τεράστιες δυνατότητες
Για να αποδείξει την αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας, η ομάδα, που δημοσίευσε την έρευνά της στο Nature Biotechnology, στόχευσε τη φλεγμονή στον εγκέφαλο – έναν βασικό παράγοντα πίσω από πολλές νευρολογικές διαταραχές.
Διαπίστωσαν ότι οι βιοϋβριδικές συσκευές τους μπορούσαν να εφαρμόσουν νευροτροποποίηση βαθιά μέσα στον εγκέφαλο, χωρίς να βλάψουν τους γύρω νευρώνες. «Τα ζωντανά κύτταρα καμουφλάρουν τα ηλεκτρονικά μέρη ώστε να μην επιτίθεται το ανοσοποιητικό σύστημα και να μπορούν να κινούνται αβίαστα στο κυκλοφορικό», σημείωσε η Deblina Sarkar, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ανάπτυξης Καριέρας AT&T στο MIT Media Lab και στο MIT Center for Neurobiological Engineering, που ηγήθηκε της μελέτης.
Τα κυκλοφορικά τσιπ έχουν μήκος περίπου ένα δισεκατομμυριοστό από έναν κόκκο ρυζιού και κατασκευάζονται από οργανικούς ημιαγωγούς πολυμερών. Κατασκευάζονται στις εγκαταστάσεις MIT.nano και στη συνέχεια ενσωματώνονται με ζωντανά κύτταρα.
Η καινοτομία της ομάδας βρίσκεται στον συνδυασμό της ακρίβειας της νανοηλεκτρονικής με τη βιολογική νοημοσύνη των κυττάρων. Το αποτέλεσμα είναι ένα υβριδικό σύστημα που μπορεί να στοχεύει και να θεραπεύει αυτόνομα περιοχές ασθένειας με ελάχιστη παρεμβατικότητα.
Επανασυνδέοντας την ελπίδα
«Αυτές οι μικροσκοπικές ηλεκτρονικές συσκευές ενσωματώνονται αβίαστα με τους νευρώνες και συνυπάρχουν με τα εγκεφαλικά κύτταρα, δημιουργώντας μια μοναδική συμβίωση εγκεφάλου-υπολογιστή», δήλωσε η Sarkar. «Δουλεύουμε αφοσιωμένα για να χρησιμοποιήσουμε αυτή την τεχνολογία στη θεραπεία νευρολογικών παθήσεων, όπου τα φάρμακα ή οι συμβατικές θεραπείες αποτυγχάνουν».
Το εργαστήριο Nano-Cybernetic Biotrek του MIT σκοπεύει να προωθήσει αυτή την καινοτομία σε κλινικές δοκιμές μέσα σε τρία χρόνια μέσω μιας νέας startup, της Cahira Technologies. Η ομάδα αναπτύσσει επίσης επόμενης γενιάς εκδόσεις των εμφυτευμάτων με ενσωματωμένους αισθητήρες, συστήματα ανατροφοδότησης και ακόμη και συνθετικούς ηλεκτρονικούς νευρώνες.
Βάζοντας τον πήχη ψηλά, τα ενέσιμα κυκλοφορικά τσιπ του MIT δεν είναι απλώς ένα τεχνολογικό άλμα — είναι μια επανάσταση για το μέλλον της ιατρικής. Αν πετύχουν, τα circulatronics θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν τη θεραπεία παθήσεων που μέχρι τώρα θεωρούνταν ανίατες, από τον καρκίνο του εγκεφάλου έως τον χρόνιο πόνο, σηματοδοτώντας ένα μέλλον όπου η ηλεκτρονική και η βιολογία συνεργάζονται απόλυτα σε μια πραγματική επανεκκίνηση της ανθρώπινης νευρολογίας.
[penci_related_posts title=”ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ:” number=”8″ style=”grid” align=”none” displayby=”cat” orderby=”random”]
