Изкуствените нерви съживяват неподвижното тяло: парализата вече не е присъда
Мозъкът се научи да взаимодейства непосредствено с протезите на крайниците.
Учени от целия свят се стремят да пресъздадат работата на биологичните системи на човешкото тяло в изкуствени устройства. Особено сложна задача остава имитацията на нервната система, която изисква тъкмо възпроизвеждане на голям брой фини процеси. Група експерти от Сианския транспортен университет и Техническия университет в Мюнхен реализираха забележителен прогрес в тази тенденция: те съумяха да основат изкуствени нерви, които освен работят толкоз бързо, колкото същинските, само че и сполучливо взаимодействат с живите тъкани.
Основният проблем на предходните разработки бе невъзможността да действат при естествените биологични честоти. Международният екип съумя да откри решение, употребявайки органични електрохимични транзистори, основани благодарение на неповторима техника. Дизайнът се базира на отвесната архитектура на съставените елементи – те се нанасят поредно върху готова основа, създавайки комбинация на няколко равнища.
Градиентно-смесената двуконтактна организация на детайлите е подобрила по едно и също време три сериозни параметъра: придвижването на йоните в механизма, електронната проводимост сред равнищата и времето за задържане на заряда. В предходните модели усъвършенстването на едната характерност неизбежно утежняваше останалите параметри.
Реакцията на входящия подтик лишава 27 микросекунди – толкоз, колкото и естественият аналог. Паметта на устройството действа на периодичност 100 килохерца, като неотложно усвоява и съхранява получените данни. Електронният нерв е в положение да поддържа работното си положение дълго време без загуба на информация, което подсигурява надеждността на целия комплекс.
За оптимално подобие с естествения модел инженерите са свързали отвесно транзисторите от n-тип и p-тип. Получената структура, сходно на същинските неврони, приема сигнали с друга мощ, проучва ги и резервира резултатите даже при пикови честоти.
В основата на стабилната работа е залегнал специфичен принцип на систематизиране на заредените частици. Благодарение на него механизмът резервира успеваемостта си при всякакво натоварване и постоянно превключване сред режимите.
Лабораторни мишки с повредени нервни пътища станаха първите тестови обекти на новата технология. Живите тъкани одобряват имплантите без ни най-малки признаци на отменяне. Най-изненадващото е, че електронните съставни елементи освен се вкореняват, само че и стартират да работят дружно с биологичната система на организма, като сполучливо вземат участие във образуването на условни рефлекси.
Създателите на технологията виждат в нея избавление за пациентите със съществени неврологични проблеми. Медицинските експерти ще могат да възвръщат повредените сектори от периферните нервни нишки. Най-важното е, че имплантите ще могат да действат в продължение на доста години, без да провокират странични резултати.
Разработката ще се трансформира в основа за ново потомство бионични протези. Благодарение на мигновената обработка на сигналите тези крака ще могат да се ръководят със силата на мисълта – непосредствено посредством мозъчните импулси. Хората с лимитирана пъргавина ще могат да се върнат към деен живот.
Въпреки това, преди да бъде въведена в клиничната процедура, сигурността на системата ще би трябвало да бъде подробно тествана. За откривателите е значимо да схванат по какъв начин се държат електронните съставни елементи при нескончаем контакт с разнообразни типове тъкани и при разнообразни телесни условия.
Планира се също по този начин работа по информационните системи за изцяло обездвижени пациенти. Техните мисловни команди ще бъдат преобразувани в сигнали за ръководство на електрониката. Това ще разреши на пациенти с изключително тежки двигателни увреждания да употребяват независимо компютри и домашен уреди.
За да може изобретението да се употребява в лечебните заведения, учените би трябвало да стартират всеобщо произвеждане на съставените елементи. В същото време е значимо да се запазят всички преимущества на лабораторните мостри: експедитивност на реакцията, акуратност на преноса на сигнала и непоклатимост. Цената също би трябвало да остане допустима за медицинските институции. Но това въпреки всичко са второстепенни въпроси.
