Tim švajcarskih naučnika iz Ecole Politechnikue Federale de Lausanne (EPFL), kreirali su vrhunski mekani robotski implant za mozak namenjen za lečenje epilepsije.
Ovaj inovativni uređaj, koji koristi mehanizam everzije, umeće se između lobanje i površine mozga, pružajući obećavajuće rešenje za pacijente.
Naučnici EPFL-a razvili su nizove elektroda koji se mogu provući kroz malu rupu u lobanji i rasporediti na relativno velikoj površini preko moždanog korteksa.
Tehnologija može biti posebno korisna za obezbeđivanje minimalno invazivnih rešenja za pacijente sa epilepsijom.
Stefani Lakur je specijalista za razvoj fleksibilnih elektroda koje se prilagođavaju pokretima tela, obezbeđujući pouzdanije veze sa nervnim sistemom. Njen rad je inherentno interdisciplinaran.
Dakle, kada je neurohirurg zamolio Lakur i njen tim da osmisle minimalno invazivne elektrode za umetanje kroz ljudsku lobanju, došli su do elegantnog rešenja koje u potpunosti koristi njihovu stručnost u usaglašenim elektrodama i inspirisano mekim aktiviranjem robota. Rezultati su objavljeni u časopisu Science Robotics.
Izazov je bio veliki. Da ubacite veliki niz kortikalnih elektroda kroz malu rupu na lobanji, postavljajući uređaj u prostor koji meri oko 1 mm između lobanje i površine mozga, bez oštećenja mozga.
„Minimalno invazivne neurotehnologije su osnovni pristupi za pružanje efikasnih terapija prilagođenih pacijentu“, kaže Stefani Lakur, profesor na EPFL Neuro X institutu.
Trebalo je da dizajniramo minijaturizovani niz elektroda sposoban da se preklopi, prođe kroz malu rupu u lobanji, a zatim se postavi na ravnu površinu koja se nalazi iznad korteksa. Zatim smo kombinovali koncepte meke bioelektronike i meke robotike.
Od oblika spiralnih krakova, do postavljanja svake ruke na vrh visoko osetljivog moždanog tkiva, svaki aspekt ove nove elektrode koja se može postaviti je genijalan inženjering.
Prvi prototip se sastoji od niza elektroda koji prolazi kroz rupu prečnika 2 cm, ali kada se postavi, proteže se preko površine prečnika 4 cm.
Pročitajte još:
- Protivraketni odbrambeni sistem Patriot u Ukrajini oštećen
- Mask: Rad od kuće je budalaština…
- Ministarstvo prosvete: U 115 osnovnih i srednjih škola bilo je dojava o bombama
Ima 6 krakova u obliku spirale, kako bi se maksimizirala površina niza elektroda, a time i broj elektroda u kontaktu sa korteksom. Ravne ruke rezultiraju neujednačenom distribucijom elektroda i manjom površinom u kontaktu sa mozgom.
Nešto poput spiralnog leptira zamršeno stisnutog unutar svoje čaure pre metamorfoze, niz elektroda, zajedno sa spiralnim krakovima, uredno je presavijen unutar cilindrične cevi, odnosno punjača, spreman za postavljanje kroz malu rupu na lobanji.
Zahvaljujući mehanizmu pokretanja koji je inspirisan mekom robotikom, svaka spiralna ruka se nežno postavlja, jedna po jedna, preko osetljivog moždanog tkiva.
„Lepota mehanizma everzije je u tome što možemo da primenimo proizvoljnu veličinu elektrode sa konstantnom i minimalnom kompresijom na mozak“, kaže Sukho Song, vodeći autor studije.
„Zajednica meke robotike je bila veoma zainteresovana za ovaj mehanizam everzije. Ovaj mehanizam može da oponaša rast korena drveća i nema ograničenja u pogledu toga koliko koreni drveta mogu da rastu.“
Niz elektroda zapravo izgleda kao neka vrsta gumene rukavice, sa fleksibilnim elektrodama sa uzorkom na jednoj strani svakog prsta u obliku spirale. Rukavica je obrnuta, ili okrenuta naopačke, i presavijena unutar cilindričnog utovarivača. Za raspoređivanje, tečnost se ubacuje u svaki obrnuti prst, jedan po jedan, okrećući obrnuti prst na desnu stranu dok se odvija preko mozga.
Song je takođe istraživao ideju o podvlačenju kraka elektrode kao strategiji za raspoređivanje. Ali što je ruka duža, ona postaje deblja kada se smota. Ako smotana elektroda postane previše debela, onda bi neizbežno zauzela previše prostora između lobanje i mozga, stvarajući opasne količine pritiska na moždano tkivo.
Uzorak elektrode se proizvodi isparavanjem fleksibilnog zlata na vrlo kompatibilne elastomerne materijale.
Do sada je niz elektroda koji se može postaviti uspešno testiran na mini-svinji.
Meku neurotehnologiju će sada proširiti Neurosoft Bioelectronics, EPFL spin-off iz Laboratorije za meke bioelektronske interfejse, koji će voditi njeno kliničko ispitivanje.
Istraživanje švajcarskih naučnika za mekani robotski implant je do sada primilo grant od 2,5 miliona CFH.
Pratite Portal Dnevni Puls na Telegramu, Fejsbuku, Tviteru, Gab-u i Viberu!
Dnevni Puls/Mediji