Группа инженеров из Университета Райса разработала нейронный имплантат и его можно как заряжать, так и программировать дистанционно, используя магнитное поле.
Созданное устройство позволяет рассчитывать на возможность разработки различных электронных девайсов, например, для стимуляции спинного мозга и управлять им с помощью внешнего, носимого магнитного передатчика.
Интегрированная микросистема магнитоэлектрического нейронного имплантата имеет в своей структуре магнитоэлектрические преобразователи, что позволяет чипу восполнять энергию от внешнего источника переменного магнитного поля.
Чип был создан группой ученых с кафедры электротехники и вычислительной под руководством доцента Кайюана Янга.
Нейроимплантат MagNI был сконструирован для управляемой стимуляции нейронов электрическими импульсами, что необходимо при таких заболеваниях, как эпилепсия или болезнь Паркинсона.
Существующие методики такие как электромагнитное излучение, ультразвук, индуктивная связь и оптические технологии значительно уступают MagNI. В отличие от других типов сигналов (индуктивных и электромагнитных), которые могут нагревать ткани, магнитное поле не поглощается тканями. Ультразвук, также, как и магнитное поле, не нагревает ткани, но звуковые волны отражаются на границе различных тканевых структур (например, кости и мышцы).
Кроме того, магнитоэлектрический эффект используемый в импланте имеет много преимуществ, по сравнению с основными методами передачи энергии и данных, и это позволяет избавиться от калибровки и увеличивает надежность импланта.
Нейроимплантат располагается на подложке из гибкого полиамида. Он состоит из магнитоэлектрической пленки, преобразующей магнитное поле в электрическое, конденсатора для накопления энергии и чипа CMOS.
Команда с успехом протестировала долгосрочную надежность чипа, погрузив его в раствор и проверив на воздушном и желеобразном агаре, который имитирует среду тканей.
В современном поколении микросхем информация и энергия передаются только в одну сторону, но ученые работают над стратегиями создания двусторонней связи, что облегчит получение данных с имплантов и увеличит возможности использования этих устройств.
