Georgia Tech-in SWANS şəbəkəsi implantları bədən toxuması ilə birləşdirir

Ürək stimulyatorları və insulin nasosları kimi implantların çoxu təcrid olunmuş şəkildə işləyir. Georgia Tech mühəndisləri onların bir-biri ilə koordinasiyasına imkan verən şəbəkə sistemi qurublar: siqnallar antenalar və radio dalğaları yerinə bədən toxuması ilə ötürülür. Tədqiqat Science jurnalında dərc olunub.

Radio bədənə niyə uyğun deyil

Bu gün implantlar əsasən Bluetooth Low Energy və NFC-yə güvənir, lakin hər ikisi bədəndə məlumat ötürülməsi üçün pis uyğundur, deyir tədqiqatın həmmüəllifi, Georgia Tech mühəndisi Alex Abramson. Aktiv Bluetooth komponentləri implantın batareya ömrünü 90%-ə qədər azaldır, radio rabitəsi isə 1 santimetrdən çox toxumadan keçərkən zəifləyir. Radio antena tələb edir, buna görə Bluetooth komponentlərinə ən azı 5 millimetr genişlik lazımdır.

Sinir sistemindən modellənmiş şəbəkə

Abramsonın qrupunun alternativi SWANS (Smart Wireless Autonomous Networking System) adlanır. O, ion keçiriciliyinə əsaslanır; neyronların natrium və kalium ionlarını membranlardan keçirərək gərginlik fərqi yaratdığı mexanizmin eynisi, sadəcə siqnallar sinirlər yerinə adi toxuma ilə hərəkət edir. Geyilə bilən mərkəz intellekti və enerjini saxlayır və 12 volta qədər gərginlik impulsları buraxır. Paslanmayan poladdan mikroiynələr yaması impulsları dərinin zəif keçirən xarici qatına ötürür, şprislə yeridilən implantlar isə bədənin içində işləyir.

Onun diapazonundakı bütün implantlar impulsu tutur, lakin yalnız lazımi cihaz cavab verir, təxminən sıx bir otaqda insanların yalnız öz adına dönməsi kimi, deyir Abramson. Rezistor və kondensator açarı impuls gücü və müddətinin konkret kombinasiyasına bağlayır.

Toxumada və canlı heyvanlarda sınaqlar

İmplantlar passiv komponentlərdən ibarətdir, buna görə dinləyərkən demək olar ki, enerji sərf etmirlər və batareya ömrü Bluetooth və NFC ilə müqayisədə 15 dəfə çoxdur. Batareyalı implant 17 millimetr uzunluğunda, 3 millimetr enində və 1,1 millimetr qalınlığındadır və 6 gauge iynəyə sığır. Donuzun qarın toxumasında 10 voltluq impuls 30 santimetrdən çox enində və 14 santimetr dərinliyində gərginlik qradiyenti yaratdı.

Canlı siçovullarda siqnallar dəri altına, qarın boşluğuna və mədəyə yerləşdirilmiş implantlara çatdı. Ön ətraflara bərkidilmiş sensorlar arxa ətraflardakı implanta çatan impuls yaratdı və ətraf qaçdı, ötürücü isə siqnalı yalnız 40 dərəcədən yüksək temperaturda keçirir. İki aylıq tədqiqat zamanı implantların ətrafında 1 millimetrə qədər çapıq toxuması böyüdü, lakin təhlükəsiz həddə gərginliyin artırılması əlaqəni saxladı.

SWANS nə edə bilməz

SWANS çoxlu məlumat ötürə bilmir və bu şüurlu seçimdir: o, yalnız əsas məlumatı, məsələn temperatur göstəricisini, bədən hissələri arasında ötürür və hələ böyük heyvanlarda və ya insanlarda sınanmayıb. Abramsona görə, sistem mövcud implantlara asanlıqla qoşulur və sensordan və ya aktuatoradan asılı deyil.