Az aggyal kommunikáló LED-chip: áttörés jöhet az érzékelés pótlásában?

Közvetlen kapcsolat fény segítségével

Egy új agy–gép interfész (BMI) most először LED-fénnyel „beszél” az agyhoz. Az implantátum a mutatóujjnál is kisebb, rugalmas és puha, igazodik a koponya ívéhez. Hatvannégy apró LED-et, egy miniatűr áramkört és egy vevőantennát tartalmaz. Ezek fölött a külső antenna közeltéri kommunikációs frekvenciákkal (mint a bankkártyás fizetésnél) vezérli a LED-eket.

A fejbőr alá helyezik, nem közvetlenül az agyba. Genetikailag módosított idegsejtek fogadják azt a fényt, amelyet az eszköz a koponyán keresztül az agyra bocsát. Ennek a génszerkesztésnek köszönhetően fényérzékeny ioncsatornák nyílnak az agysejtekben, amelyek elektromos jelet indítanak el: ennek hatására a jel villámgyorsan továbbterjed más sejtekre.

Egérkísérletektől a jövő emberi protéziseiig

A kutatásban a genetikailag módosított egerek idegsejtjei úgy reagáltak a LED-fényre, mintha ténylegesen látnának. Az egereknek sikerült megtanulniuk, hogyan kapcsolják össze az eltérő agyi aktivitásmintákat bizonyos feladatokkal – például rátaláltak édességekkel töltött rejtett üregekre, ha helyesen azonosították a mintákat. Következésképpen az implantátum lehetővé teszi, hogy mesterségesen generált bemeneteket – jelen esetben fényt – juttassanak az agyba anélkül, hogy például a szemre vagy külső érzékszervekre szükség lenne.

Egyúttal a technológia az agykéreg egész felszínén, nem csak egy-egy érzékelési területen képes aktiválni idegsejteket, így akár „képeket” vagy filmszerű mozgóképet is közvetíthetnek közvetlenül az agyba bonyolult világítási mintázatokkal.

Új korszak az idegtudományban és a protézisek fejlesztésében

Az új eljárás az optogenetika névre hallgat, és egyre szélesebb körben terjed az idegtudományban. Állatmodelleknél már most is alkalmas komplex agyi pályák precíz befolyásolására, sőt, a jövőben művégtagok számára új, természetesnek tűnő érzékelést biztosíthat. Például tapintás, nyomás vagy akár hangok, látványok közvetíthetők majd így protéziseken keresztül.

Következésképpen a technológia könnyen méretezhető: nagyobb agyterületeket is lefedhet egy kibővített, több mikro-LED-es változat, igaz, ehhez még újratervezett energiaellátás szükséges. Elvben ugyanolyan jól működhet embereknél, mint most az egereknél, de ehhez még komolyabb vizsgálatok és szigorú genetikai engedélyezési eljárások szükségesek.

Egyúttal az egyik legnagyobb akadály jelenleg a génszerkesztés szabályozási jóváhagyása, amelynek nélkülözhetetlensége még sokáig meghatározhatja az ilyen implantátumok bevezetését az orvostudományba.

2025, adminboss, www.livescience.com alapján