Mereka kecil, nirkabel, sensor tanpa baterai tidak lebih besar dari sepotong pasir. Tetapi di masa depan, sensor "debu saraf" ini dapat digunakan untuk memberi daya pada prostetik, memantau kesehatan organ, dan melacak perkembangan tumor.
Sebuah tim insinyur dan ahli saraf di University of California, Berkeley telah bekerja pada teknologi selama setengah dekade. Mereka sekarang berhasil menanamkan sensor di dalam tikus, di mana mereka memonitor impuls saraf dan otot melalui ultrasound. Penelitian mereka muncul di jurnal Neuron .
“Ada banyak hal menarik yang membuka pintu bagi hal ini, ” kata Michel Maharbiz, seorang profesor teknik dan salah satu dari dua penulis utama studi ini.
Sensor debu saraf yang dikembangkan oleh Maharbiz dan rekan penulisnya, ilmuwan saraf Jose Carmena, terdiri dari kristal piezoelektrik (yang menghasilkan tegangan sebagai respons terhadap tekanan fisik) yang terhubung ke sirkuit elektronik sederhana, semua dipasang pada papan polimer kecil. Perubahan pada saraf atau serat otot yang mengelilingi sensor mengubah getaran kristal. Fluktuasi ini, yang dapat ditangkap dengan USG, memberi peneliti perasaan tentang apa yang mungkin terjadi jauh di dalam tubuh.
Diagram debu neural (UC Berkeley) Membangun antarmuka untuk merekam atau merangsang sistem saraf yang juga akan bertahan di dalam tubuh selama beberapa dekade telah menjadi teka-teki lama, kata Maharbiz. Banyak implan mengalami penurunan setelah satu atau dua tahun. Beberapa membutuhkan kabel yang menonjol dari kulit. Yang lain tidak bekerja dengan efisien. Secara historis, para ilmuwan telah menggunakan frekuensi radio untuk berkomunikasi dengan implan medis. Ini bagus untuk implan yang lebih besar, kata Maharbiz. Tetapi untuk implan kecil seperti debu saraf, gelombang radio terlalu besar untuk bekerja secara efisien. Jadi tim malah mencoba USG, yang ternyata bekerja lebih baik.
Bergerak maju, tim sedang bereksperimen dengan membangun sensor debu saraf dari berbagai bahan berbeda yang aman untuk digunakan dalam tubuh manusia. Mereka juga mencoba membuat sensor lebih kecil, cukup kecil untuk benar-benar masuk ke dalam saraf. Sejauh ini, sensor telah digunakan dalam sistem saraf perifer dan otot, tetapi, jika menyusut, mereka berpotensi ditanamkan langsung ke sistem saraf pusat atau otak.
Debu saraf ditanamkan pada tikus (UC Berkeley) Dibutuhkan operasi kecil untuk mendapatkan sensor di dalam tikus. Tim saat ini bekerja dengan ahli bedah mikro untuk melihat jenis teknologi laparoskopi atau endoskopi apa yang terbaik untuk menanamkan perangkat dengan cara invasif minimal.
Mungkin bertahun-tahun sebelum teknologi siap untuk pengujian manusia, kata Maharbiz. Namun di ujung jalan, debu saraf berpotensi digunakan untuk memberi daya pada prostetik melalui impuls saraf. Seseorang yang lumpuh secara teoritis dapat mengendalikan komputer atau orang yang diamputasi dapat memberi tenaga pada tangan robot menggunakan sensor. Debu saraf juga dapat digunakan untuk melacak data kesehatan, seperti kadar oksigen, pH atau adanya senyawa kimia tertentu, atau untuk memantau fungsi organ. Pada pasien kanker, sensor yang ditanamkan di dekat tumor dapat memonitor pertumbuhan mereka secara berkelanjutan.
"Ini perbatasan baru, " kata Maharbiz. "Hanya ada jumlah luar biasa yang bisa kamu lakukan."
