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

Jedynka Newserii

Infrastruktura

Rekordowa pożyczka z KPO dla Tauronu. 11 mld zł trafi na modernizację i rozbudowę sieci dystrybucji

Bank Gospodarstwa Krajowego i spółka Tauron podpisały umowę pożyczki, dzięki której spółka dostanie 11 mld zł na modernizację i unowocześnienie swojej sieci elektroenergetycznej oraz dostosowanie jej do rosnącej liczby źródeł OZE. To rekordowa kwota i największe jak dotąd finansowanie inwestycji wspierającej transformację energetyczną w Polsce. Środki na ten cel pochodzą z Krajowego Planu Odbudowy i Zwiększenia Odporności.

Infrastruktura

Rolnictwo czekają znaczące inwestycje. Bez nich trudno będzie zapewnić żywność 10 mld ludzi

Zrównoważona produkcja i zabezpieczenie żywności dla rosnącej populacji będą filarami zbliżającej się rewolucji rolniczej. Wysiłki rolników będą nakierowane na ograniczanie zasobów wodnych, śladu węglowego przy jednoczesnym zwiększaniu plonów i ochrony roślin przed szkodnikami. Trudno będzie to osiągnąć bez innowacji – zarówno cyfrowych, jak i biologicznych. Rolnicy w Polsce są otwarci na nowe rozwiązania, ale potrzebują do tego wsparcia eksperckiego i finansowego.

Telekomunikacja

Inżynierowie z Warszawy pracują nad innowacjami dla całej Grupy Orange. Ich specjalności to AI i cyberbezpieczeństwo

– Patrzymy na innowacje globalnie. To oznacza, że Grupa Orange inwestuje tutaj, w Polsce, w 300-osobowy zespół, który tworzy usługi skalowalne wykorzystywane przez całą grupę – mówi Marcin Ratkiewicz, dyrektor Orange Innovation Poland. Poza Francją to największy zespół badawczo-rozwojowy operatora. Polscy inżynierowie specjalizują się m.in. w AI, cyfrowej transformacji biznesu i sieci czy automatyzacji procesów. CERT Orange Polska – czyli jedno z czterech głównych centrów cyberbezpieczeństwa Grupy Orange – wyznacza trendy w tym obszarze dla innych europejskich rynków. Jak wskazuje ekspert, globalne podejście zwiększa efektywność kosztową i buduje kulturę eksperymentowania.

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.