Beyin ameliyatının kola basit bir enjeksiyonla değiştirilebileceği bir döneme giriliyor olabilir. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) araştırmacıları, bu vizyonu gerçeğe dönüştürecek bir yol bulduklarını duyurdu. Kan dolaşımına enjekte edilebilen, kan dolaşımında dolaşabilen ve neşter kullanmadan beynin belirli bölgelerine kendiliğinden yerleşebilen mikroskobik, kablosuz biyoelektronik cihazlar geliştirildi.
Yerlerine yerleştirildikten sonra bu ‘sirkülatronikler’ kablosuz olarak çalıştırılarak nöronları elektriksel olarak uyarabilir ve Alzheimer, multipl skleroz veya hatta beyin kanseri gibi hastalıkları tedavi edebilir.
MİKROMETRE HASSASİYETİ
Hayvan deneylerinde, cihazların dolaşım sisteminde başarılı bir şekilde gezinerek hedef beyin bölgelerine otonom olarak ulaştığı ve mikrometre hassasiyetinde lokalize uyarılar sağladığı gözlemlendi. Bu yaklaşım, yüz binlerce dolara mal olabilen geleneksel beyin implantı ameliyatlarıyla ilişkili riskleri ve maliyetleri ortadan kaldırıyor.
Bu ultra küçük cihazlar enjeksiyondan önce canlı biyolojik hücrelerle birleştirildiği için, bağışıklık sistemi tarafından reddedilmiyor ve kan-beyin bariyerini doğal olarak geçebiliyor. Bu özellik, invaziv erişim gerektiren geleneksel implantlara göre önemli bir avantaj sunuyor.
Teknolojiyi tanıtmak için ekip, birçok nörolojik rahatsızlığın başlıca nedeni olan beyin iltihabını hedef aldı. Biyohibrit cihazlarının, çevredeki nöronlara zarar vermeden beynin derinliklerine nöromodülasyon sağlayabildiğini keşfettiler.
BİYOLOJİK KAMUFLAJ
Çalışmaya liderlik eden MIT Medya Laboratuvarı ve MIT Nörobiyolojik Mühendislik Merkezi'nden Doçent Deblina Sarkar, canlı hücrelerin elektroniği kamufle ederek vücudun bağışıklık sistemi tarafından saldırıya uğramalarını engellediğini ve kan dolaşımında sorunsuz bir şekilde dolaşabildiğini belirtti.
Sirkülatronik çipler, bir pirinç tanesinin yaklaşık milyarda biri uzunluğunda olup, metaller arasına yerleştirilen organik yarı iletken polimerlerden oluşuyor. Ekibin yeniliği, nanoelektroniğin hassasiyetini hücrelerin biyolojik zekasıyla birleştirmesinde yatıyor. Sonuç, hastalık bölgelerini minimum kesintiyle otonom olarak hedefleyebilen ve tedavi edebilen hibrit bir sistemdir.
KLİNİK ÇALIŞMALAR YOLDA
Sarkar, bu minik elektronik cihazların nöronlarla kusursuz bir şekilde bütünleşerek beyin hücreleriyle birlikte yaşadığını ve var olduğunu, böylece benzersiz bir beyin-bilgisayar simbiyozu yarattığını ifade etti. Ayrıca, ilaçların veya standart tedavilerin başarısız olduğu sinir hastalıklarını tedavi etmek için bu teknolojiyi özveriyle kullandıklarını ekledi.
MIT'nin Nano-Sibernetik Biotrek Laboratuvarı, Cahira Technologies adlı yeni bir girişim aracılığıyla bu yeniliği üç yıl içinde klinik çalışmalara taşımayı hedefliyor. Ekip ayrıca, yerleşik sensörler, geri bildirim sistemleri ve hatta sentetik elektronik nöronlar içeren implantların yeni nesil versiyonlarını da geliştiriyor. Başarılı olursa, sirkülatronikler beyin kanserinden kronik ağrıya kadar bir zamanlar tedavi edilemez olarak kabul edilen rahatsızlıkların tedavisini dönüştürebilir.
