Minik Implantlar Birbirleriyle Contact İçin Vücudun Kendisini Kullanıyor

Tıbbi implantalar giderek daha küçük ve akıllı hale geliyor. Ancak bunların birbirleriyle konuşması zor olmaya devam ediyor.

Şimdi araştırmacılar, tiny yerleştirilebilir cihazların elektrik sinyallerini vücudun kendi dokuları üzerinden göndermesini sağlayan bir yol geliştirdi. Bu yaklaşım, birinin bir belirti tespit edip diğerinin tedaviyi sunduğu durumda, implantların birlikte çalışması için düşük enerjili bir yöntem sunabilir; ekip bu bulgularını 24 Eylül’de Sciencedergisinde yayınladı.

Mevcut durumda, cihazların dokular üzerinden iletişim kurması bazı fedakarlıklar getiriyor. Şeker ölçerlere bağlanan insülin pompaları gibi bazı tıbbi cihazlar, radyo sinyallerine dayanan Bluetooth’u kullanır. Bu sinyallerin alınması, bir cihaz yalnızca dinliyorken bile güç gerektirir; bu da pil gücü ihtiyacını artırır ve cihazların küçülmesini zorlaştırır. Radyo sinyalleri ayrıca vücut dokuları üzerinden ilerlerken zayıflar ve böylece iletişim kuran cihazlar arasındaki mesafe sınırlanmış olur.

SWANs (Akıllı Kablosuz Otonom Ağ Sistemi) adlı yeni ağ farklı çalışır. Taşınabilir bir dış ünite veya implant, çevredeki dokuda küçük bir elektrik akımı üreten bir elektrik darbesi oluşturur. Küçük implantlar, yalnızca dinlerken neredeyse hiç güç kullanmadan bu elektrik sinyallerini tespit edebilir. Ve büyük piller olmadan, bu implantlar enjekte edilebilecek kadar küçük olabilir.

Ağın nasıl çalıştığını göstermek için ekip, sıçanların ön bacaklarına hareket sensörleri yerleştirdi. Hayvanlar ön bacaklarını hareket ettirdiklerinde, sistemin dış ünitesi sinyalleri vicutları üzerinden sinir uyarıcı implantlarına gönderdi; bu da arka bacaktaki kasların kasılmasına neden oldu.

Eşzamanlı bacaklar aslında meseleydi. Deney, sinyallerin vücudun üzerinden gidebileceğini ve farklı türdeki cihazları birbirine bağlayabileceğini göstermek için tasarlandı; Atlanta’daki Georgia Tech’ten Alex Abramson böyle açıklıyor. Bu, “bu sistemi gerçekten her şeye bağlayabileceğinizi gösteren bir kavram kanıtıydı.”

Abramson’a göre akıllı implantlardan oluşan bir ağ, Parkinson hastalığı gibi karmaşık durumları tedavi etmek için tam gerektiğinde otomatik olarak bir ilaç verebilir veya bir nöronu uyarabilir. Basit sinyaller bir implanttan diğerine gönderilebilir; dış ünite ise muhtemelen yapay zekayı kullanarak sensörler ve cihazlardan oluşan daha karmaşık ağları koordine edebilir.

Yeni ağ insanların içinde kullanılmadan önce, araştırmacıların elektrik sinyallerinin kalp ritmini bozma gibi istenmeyen sorunlara yol açmadığını kanıtlamaları gerekecek. Böyle sorunlar sıçanlardaki deneylerde henüz ortaya çıkmadı; ancak teknolojinin daha uzun süreler ve daha büyük hayvanlarda test edilmesi gerekecek, Abramson söylüyor.

Malzeme mühendisi Amir Alavi’ye göre ağın potansiyeli, taşınabilir cihazlar, yapay zeka sistemleri ve kendi laboratuvarının geliştirdiği miniyatür pilsiz implantasyon sensörleri gibi diğer teknolojiler iyileştikçe büyüyebilir. “Şimdi gerçekten birkaç ilginli yön birleşiyor,” diyor Pittsburgh Üniversitesi Swanson Mühendislik Fakültesinden Alavi. “Bu parçalar nihayet bir araya gelirse, bugünkünden çok daha küçük, basit, uzun ömürlü ve daha fazla birbirine bağlı implantlara sahip olabilirsiniz.”