Melkein kuin tähtipölyä

University of California Berkeleyn insinöörit ovat rakentaneet ensimmäiset pölyn kokoiset langattomat anturit. Tarkoitus on istuttaa niitä joskus elimistöön seuraamaan kehon sisäisiä hermoja, lihaksia tai muita elimiä reaaliajassa.

Koska näitä paristottomia antureita voitaisiin käyttää myös stimuloimaan hermoja ja lihaksia, teknologia avaa myös oven "sähköisille" sairauksien hoidolle, kuten epilepsia tai immuunijärjestelmän stimulointi ja tulehduksen vaimentaminen.

Tämä ns. hermopöly, jollaista ryhmä istutti rottien lihaksiin ja ääreishermoihin, käyttää ultraääntä sekä tehonsiirtoon että mittauksien luentaan. Ultraäänitekniikka on jo tuttua sairaalakäytössä ja sen värinä voi tunkeutua lähes mihin tahansa kehossa, toisin kuin radioaallot.

Anturit, jotka tutkijat ovat jo kutistaneet millimetrien kokoon sisältävät pietsosähköisen kiteen, joka muuntaa kehon ulkopuolelta tulevan ultraäänivärinän sähkötehoksi pienelle transistorille, joka on kosketuksessa hermoon tai lihaskuituun.

Jännitepiikki kuidussa muuttaa piiriä ja kiteen värinää, joka muuttaa kiteen tuottamaa takaisinsirontaa, joka voidaan havaita ultraäänen vastaanottimella. Paluusironnasta voidaan määritellä lihaskuidussa syntynyt jännite.

Kokeissaan UC Berkeleyn ryhmä antoi virtaa passiiviselle anturille joka sadas mikrosekunti kuudella 540 nanosekuntisella ultraäänipulssilla, joka puolestaan antoi heille reaaliaikaisen palautteen.

Tutkijat päällystivät ensimmäiset laitteet kirurgisella epoksilla, mutta aikovat ottaa käyttöön biologisesti yhteensopivia ohutkalvoja, jotka saattaisivat kestää elimistössä vuosikymmenen tai enemmän. Nykypäivän implantoitavat elektrodit hajoavat noin 1 - 2 vuodessa ja yleensä yhteydet toimivat johdoilla jotka kulkevat ihon tai kallon läpi.

Vaikka kokeet ovat toistaiseksi liittyneet ääreishermostoon ja lihaksiin, hermostopölyn hituset voivat toimia yhtä hyvin keskushermostossa ja aivoissa halliten proteeseja toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa. Näissä sovelluksissa on tarpeen saada ”pöly” 50 mikronin kokoiseksi, joka on työn perimmäinen tavoite.