Newsy

Zbudowano najmniejszy na świecie chip do wszczepiania pod skórę. Waży 2 mg i może badać połączenia mózgowe [DEPESZA]

2020-07-27  |  06:00
Wszystkie newsy

Japońscy naukowcy zbudowali najmniejsze na świecie urządzenie optyczne, które może być wszczepiane pod skórę. Zawiera ogniwo fotowoltaiczne, zasilane światłem podczerwonym, które emituje światło niebieskie. Zastosowanie światła podczerwonego pozwala na wszczepienie urządzenia na kilka centymetrów w głąb ciała, a emisja światła niebieskiego może być wykorzystana do kontroli wzorców mózgowych. Chip może znaleźć zastosowanie zarówno w opiece medycznej, jak i na błyskawicznie rosnącym rynku internetu rzeczy.

Zachowanie neuronów można zmienić nie tylko za pomocą substancji chemicznych, ale i samego światła. Światło może aktywować określone białka w mózgu, aby zmienić wzorce mózgowe. W związku z tym naukowcy wszczepili urządzenia optyczne np. gryzoniom, aby skutecznie kontrolować ich zachowanie, używając jako bodźca jedynie światła o określonych długościach fal. Dotychczas stosowane urządzenia były zazwyczaj nieporęczne i ciężkie, w dużej mierze ze względu na zależność od elektromagnetyzmu – zarówno napięcie, jak i prąd zmniejszają się wraz ze zmniejszaniem rozmiaru.

Grupa japońskich naukowców zbudowała wszczepialny chip CMOS o objętości 1 mm3 i ciężarze 2,3 mg.

– Rozmiar jest zawsze wyzwaniem. Nikt nie lubi mieć dużych implantów – podkreśla Takashi Tokuda, profesor nadzwyczajny w Nara Institute of Science and Technology (NAIST). – Zintegrowaliśmy dwa zestawy ogniw fotowoltaicznych na układach półprzewodnikowych. Dziesięć komórek zostało zintegrowanych do zasilania, a siedem komórek do polaryzacji.

Tak mały rozmiar urządzenia optycznego wynika z faktu, że w urządzeniach opartych na fotowoltaice napięcie pozostaje niezmienione niezależnie od rozmiaru. Nowy chip wykorzystuje uzupełniający się półprzewodnik z tlenku metalu, który kontroluje moc fotowoltaiczną.

Urządzenie zawiera chip LED InGan (zbudowany z azotku indu i galu), dzięki któremu może emitować niebieskie światło. Można je zaś aktywować za pomocą światła podczerwonego. To o tyle istotne, że podczerwień może wnikać głęboko w ciało, podczas gdy światło niebieskie nie może dotrzeć głębiej niż powierzchnia. Dlatego urządzenie można wszczepić na kilka centymetrów w głąb ciała.

Nowy biochip japońskich naukowców nie jest jednak jeszcze gotowy do wszczepiania, wciąż wymaga modyfikacji przed uzyskaniem pełnego potencjału.

– Urządzenie może być stosowane tylko do stymulacji impulsami i wymaga czasu ładowania dla każdej stymulacji. Większość optogenetyków używa wielu impulsów. Musimy poprawić wydajność odbioru i konwersji energii – wskazuje Takashi Tokuda. – Jest to jednak najmniejszy na świecie bezprzewodowy optyczny stymulator neuronowy.

Jeśli to najmniejsze na świecie urządzenie optyczne do wszczepiania pod skórę zostanie skomercjalizowane, może posłużyć m.in. w opiece zdrowotnej czy do kontrolowania urządzeń internetu rzeczy.

(Newseria Innowacje)

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Ochrona środowiska

Polskie przedsiębiorstwa otwarte na transformację w kierunku gospodarki obiegu zamkniętego. Nowa mapa drogowa mogłaby w tym pomóc

Do 2030 roku z gospodarki o obiegu zamkniętym ma pochodzić co czwarty surowiec. Aby przyspieszyć ten proces, w Polsce potrzeba nowej, międzysektorowej Mapy Drogowej dla Gospodarki o Obiegu Zamkniętym – wskazywali eksperci w trakcie Polish Circular Forum. Obecny dokument nie spełnia już swojej roli i wymaga aktualizacji. Na braku jasnych przepisów i systemu wsparcia najbardziej cierpią przede wszystkim małe i średnie przedsiębiorstwa. – Z naszych badań wynika, że tylko 3–3,5 proc. firm z sektora MŚP jest świadomych i przygotowanych do transformacji – ocenia Agnieszka Zdanowicz, wiceprezes Klastra Gospodarki Cyrkularnej i Recyklingu.

Prawo

Wspólna polityka rolna do deregulacji. Trwają prace nad uproszczeniami dla rolników

Prawie 1,6 mld euro – tyle mają wynieść roczne oszczędności dla rolników po uproszczeniu wspólnej polityki rolnej. Zaproponowany w maju przez Komisję Europejską pakiet zmian zakłada redukcję części obowiązków administracyjnych, które dziś spoczywają na rolnikach ubiegających się o unijne wsparcie. Szczególnie dotyczy to płatności dla drobnych rolników. Jak podkreślają eksperci, wszelkie zmiany, które będą działać na rzecz konkurencyjności unijnego rolnictwa, są wskazane, ale przy uwzględnieniu wysokiego poziomu bezpieczeństwa żywności.

Ochrona środowiska

Gospodarowanie odpadami nieodłącznym elementem strategii firm. Brak jasnych przepisów utrudnia ich działania

Odpowiedzialne gospodarowanie odpadami stanowi integralną część biznesu, a działania w tym obszarze coraz częściej wchodzą w skład strategii ESG. Opóźniające się wdrożenie systemu rozszerzonej odpowiedzialności producenta (ROP) zgodnego z wymogami Unii Europejskiej stawia jednak przed polskimi przedsiębiorstwami wiele wyzwań.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.