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

Konsument

Luka cyrkularności w Polsce wynosi 90 proc. Jesteśmy dopiero na początku drogi do obiegu zamkniętego

Gospodarka obiegu zamkniętego (GOZ), inaczej gospodarka cyrkularna, to model gospodarczy, który dąży do minimalizacji odpadów i maksymalnego wykorzystania zasobów. Na razie polska gospodarka osiągnęła cyrkularność w nieco ponad 10 proc., więc mamy dużo do nadrobienia. Tym bardziej że pojawiają się kolejne unijne regulacje, które wymuszą na nas przyspieszenie procesu dochodzenia do GOZ. Jedną z nich jest rozporządzenie w sprawie opakowań i odpadów opakowaniowych (PPWR), które zacznie obowiązywać od sierpnia 2026 roku.

Konsument

Australijscy rodzice zaniepokojeni kierowanymi do dzieci reklamami niezdrowej żywności. Duże poparcie społeczne dla ich ograniczenia

Blisko 90 proc. rodziców i opiekunów w Australii wyraża zaniepokojenie nadmierną ekspozycją dzieci na reklamy niezdrowej żywności – wynika z badania naukowców z Deakin University w Australii. Dlatego chcą jego ograniczenia w różnych mediach i środowiskach. Zdaniem badaczy poparcie społeczne dla regulacji dotyczących marketingu niezdrowej żywności jest czynnikiem warunkującym ich wprowadzenie przez decydentów.

Ochrona środowiska

UE zmienia podejście do transformacji energetycznej i łączy ją z konkurencyjnością. To zasługa polskiej prezydencji

Transformacja w kierunku gospodarki neutralnej klimatycznie może być silnikiem wzrostu gospodarczego. Dzięki rozmowom prowadzonym podczas polskiej prezydencji, żeby nie traktować transformacji energetycznej w oderwaniu od kwestii konkurencyjności, Komisja Europejska przedstawiła Kompas Konkurencyjności czy inicjatywę Clean Industrial Deal. Oba te dokumenty proponują konkretne rozwiązania, jak łączyć te dwa procesy. Kluczowe, co szczególnie podkreśla biznes, jest obniżenie cen energii.

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.