Μια ερευνητική ομάδα του MIT ανέπτυξε μικροσκοπικά βιοηλεκτρονικά τσιπ που μπορούν να φτάσουν στον εγκέφαλο μέσω της κυκλοφορίας του αίματος, χωρίς χειρουργείο, χωρίς νυστέρι, χωρίς αναισθησία. Τα νέα αυτά εμφυτεύματα, γνωστά ως “circulatronics”, υπόσχονται να μετατρέψουν τις πιο περίπλοκες νευροχειρουργικές επεμβάσεις σε μια απλή ένεση.
Η τεχνολογία που αναπτύχθηκε από την ομάδα του MIT συνδυάζει οργανικά ημιαγώγιμα υλικά με ζωντανά κύτταρα, δημιουργώντας μικροσυσκευές ικανές να «συγχωνευτούν» με τον ανθρώπινο ιστό. Το σημαντικότερο όμως είναι ότι αυτές οι μικροσκοπικές «βιοηλεκτρονικές φυτείες» έχουν τη δυνατότητα να διαπερνούν φυσικά τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, το βιολογικό σύστημα που προστατεύει τον εγκέφαλο από ξένες ουσίες, αλλά ταυτόχρονα αποτελεί και ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στη θεραπεία νευρολογικών παθήσεων.
Μόλις τα τσιπ φτάσουν στην επιθυμητή περιοχή του εγκεφάλου, «αυτοεμφυτεύονται» και μπορούν να διεγείρουν συγκεκριμένες ομάδες νευρώνων με ακρίβεια μικρομέτρου, ενώ τροφοδοτούνται ασύρματα από εξωτερική πηγή. Έτσι, οι ερευνητές οραματίζονται μια εποχή όπου παθήσεις όπως το Alzheimer, η πολλαπλή σκλήρυνση ή ακόμη και οι εγκεφαλικοί όγκοι θα μπορούν να αντιμετωπίζονται χωρίς νυστέρι, χωρίς επεμβάσεις και χωρίς μακρές νοσηλείες.
Στα πρώτα πειράματα σε ζώα, τα μικροτσίπ αποδείχθηκαν ικανά να κινούνται αυτόνομα μέσα στο κυκλοφορικό σύστημα, να εντοπίζουν την επιθυμητή περιοχή του εγκεφάλου και να προσφέρουν στοχευμένες ηλεκτρικές διεγέρσεις, ανοίγοντας τον δρόμο για θεραπείες ακριβείας σε κυτταρικό επίπεδο.
Ένα από τα πιο εντυπωσιακά χαρακτηριστικά των circulatronics είναι η «υβριδική» τους φύση. Πριν από την ένεση, κάθε μικροτσίπ ενσωματώνεται με ζωντανά κύτταρα που λειτουργούν σαν βιολογικό καμουφλάζ. Αυτή η προσέγγιση αποτρέπει την απόρριψη από το ανοσοποιητικό σύστημα και μειώνει δραστικά τον κίνδυνο φλεγμονών ή βλαβών στους νευρικούς ιστούς. Όπως εξηγεί η καθηγήτρια Deblina Sarkar, επικεφαλής του έργου στο MIT Media Lab, «τα ζωντανά κύτταρα προσφέρουν ένα είδος αόρατου μανδύα που επιτρέπει στις συσκευές να κινούνται ελεύθερα μέσα στο σώμα χωρίς να προκαλούν αντίδραση».
Το μέγεθος αυτών των μικροσυσκευών είναι στο ένα δισεκατομμυριοστό του μεγέθους ενός κόκκου ρυζιού. Παρά το ελάχιστο μέγεθός τους, περιέχουν πολύπλοκες δομές από μεταλλικά στρώματα και πολυμερή ημιαγωγών, οι οποίες τους επιτρέπουν να δρουν σαν ολοκληρωμένα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Κατασκευάζονται στις εγκαταστάσεις MIT.nano με τεχνικές παρόμοιες με εκείνες της μικροηλεκτρονικής βιομηχανίας, και στη συνέχεια αποκολλώνται από το υπόστρωμα πυριτίου και συγχωνεύονται με ζωντανά κύτταρα.
Η σύζευξη αυτή ανάμεσα στην ηλεκτρονική και τη βιολογία θεωρείται από τους ερευνητές μια νέα μορφή ιατρικής επανάστασης. Η ομάδα του MIT μιλά για ένα νέο θεραπευτικό παράδειγμα, όπου η τεχνολογία δεν αντικαθιστά τον ανθρώπινο ιστό, αλλά συνεργάζεται μαζί του. Ορισμένοι επιστήμονες κάνουν λόγο ακόμη και για μια επικοινωνία εγκεφάλου-υπολογιστή, μια συμβιωτική σχέση ανάμεσα σε νευρώνες και μηχανές, όπου το ένα ενισχύει και υποστηρίζει το άλλο με τρόπο φυσικό και ελεγχόμενο.
Το project αναπτύσσεται στο πλαίσιο του Nano-Cybernetic Biotrek Laboratory του MIT, σε συνεργασία με τη startup Cahira Technologies, που έχει αναλάβει να μεταφέρει την τεχνολογία από το εργαστήριο στην κλινική πράξη. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι μέσα στα επόμενα τρία χρόνια θα ξεκινήσουν οι πρώτες κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους. Οι μελλοντικές εκδόσεις των circulatronics θα μπορούσαν να ενσωματώνουν μικροσκοπικούς αισθητήρες για παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο, συστήματα ανάδρασης που προσαρμόζουν τη διέγερση του εγκεφάλου αυτόματα ή ακόμη και συνθετικούς νευρώνες που θα αποκαθιστούν κατεστραμμένες νευρικές λειτουργίες.
[source]
