211service.com
Neurale prothesen gaan draadloos
Wetenschappers van de Brown University hebben een volledig implanteerbare versie ontwikkeld van een neurale prothese die wordt gebruikt om neurale signalen uit de hersenen te vertalen. Het uiteindelijke doel is om met dit soort apparaten ernstig verlamde mensen met hun gedachten een computer of een robotledemaat te laten besturen. Resultaten van voorlopige tests bij apen van de nieuwe versie, waarbij gegevens via laser door de huid worden overgedragen, werden zondag gepresenteerd op de Society for Neuroscience conferentie in Chicago.
Draadloze interface: een volledig implanteerbare neurale prothese die is ontworpen om signalen van de hersenen op te vangen en te gebruiken om een robotarm of computer te besturen. Krediet: David Borton
Een soortgelijk apparaat, BrainGate genaamd, is al getest bij mensen die verlamd zijn door een dwarslaesie en een beroerte. In 2006 publiceerden John Donoghue en medewerkers van het Brown and Massachusetts General Hospital in Boston de resultaten van een klinische proef met twee verlamde patiënten bij wie een reeks elektroden chirurgisch in de hersenen was geïmplanteerd. Het apparaat registreerde neurale signalen van de motorische cortex, die vervolgens werden vertaald in beweging van een computercursor met behulp van speciale algoritmen: patiënten konden de cursor over een scherm bewegen, voorbereidende bewegingen maken met een robotarm en zelfs een rolstoel besturen. Wetenschappers hebben sindsdien twee extra patiënten getest, waarvan er één het implantaat bijna vier jaar had.
Maar een groot nadeel van het implantaat dat bij mensen is getest, is de omvangrijke bedrading die de schedel verlaat, waardoor het risico op infectie toeneemt en de mobiliteit van patiënten wordt belemmerd. Om een draadloze versie te maken, wendden wetenschappers zich tot technologie uit de glasvezelindustrie, die apparaten heeft ontwikkeld om zeer snel grote hoeveelheden informatie met een laag vermogen te verzenden. De reeks elektroden die op de cortex is geïmplanteerd, is via een enkele draad verbonden met een gegevensoverdrachtchip, die op de schedel wordt geïmplanteerd. De chip heeft een kleine laser, zo groot als een zandkorrel, die snelle lichtpulsen over de huid stuurt naar een fotodiode-ontvanger die op de hoofdhuid is geplaatst. De ontvanger zet de lichtsignalen weer om in elektrische signalen en stuurt de informatie naar een computer.
Het apparaat maakt gebruik van radiofrequentietechnologie voor stroom, vergelijkbaar met het systeem dat wordt gebruikt om cochleaire implantaten en andere geïmplanteerde medische technologieën van stroom te voorzien. Twee maanden geleden implanteerden wetenschappers het apparaat voor het eerst in een aap. Ze beoordelen momenteel hoe goed het implantaat neurale informatie kan verzenden, maar hebben het vermogen van het dier om het te gebruiken om externe apparaten te bedienen nog niet getest, zegt David Borton , een afgestudeerde student aan Brown die het onderzoek presenteerde. Borton zegt dat het moeilijk te voorspellen is hoe lang het duurt voordat de draadloze chip op mensen kan worden getest.
In de tussentijd, Leigh Hochberg , een neuroloog in het Massachusetts General Hospital, in Boston, die toezicht houdt op de klinische proeven van het BrainGate-apparaat, zegt dat zijn team toestemming heeft gekregen om het apparaat te implanteren bij 15 extra patiënten met ruggenmergletsel, locked-in-syndroom, een specifiek type hersenstam beroerte die resulteert in ernstige verlamming, spierdystrofie en ALS. Hochberg verwacht één tot twee patiënten per jaar te implanteren.