Μια ευρωπαϊκή ερευνητική ομάδα έχει αναπτύξει ένα ρομπότ που χρησιμοποιεί μαγνήτες για να καθοδηγήσει εξαιρετικά λεπτά ηλεκτρόδια γραφενίου στον εγκέφαλο, ανοίγοντας νέους ορίζοντες στην ιατρική τεχνολογία και την αντιμετώπιση νευρολογικών διαταραχών. Η INBRAIN Neuroelectronics, με έδρα τη Βαρκελώνη, ηγείται της κλινικής εργασίας και ανακοίνωσε τα αποτελέσματα αυτής της καινοτόμου προσέγγισης στο τέλος του χρηματοδοτούμενου από την ΕΕ έργου MINIGRAPH.
Δείτε επίσης: AI ρομπότ με πολυβόλα προστατεύουν το Κίεβο από ρωσικά drones
Το έργο MINIGRAPH επικεντρώνεται αρχικά στη νόσο του Πάρκινσον, μια νευροεκφυλιστική διαταραχή που επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Η παραδοσιακή θεραπεία περιλαμβάνει βαθιά εγκεφαλική διέγερση, όπου εμφυτευμένα ηλεκτρόδια παρέχουν ηλεκτρικούς παλμούς για την ανακούφιση των συμπτωμάτων. Ωστόσο, η νέα προσέγγιση στοχεύει στη δημιουργία εμφυτευμάτων που όχι μόνο καταγράφουν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου αλλά και ανταποκρίνονται αυτόνομα στα σήματα, προσφέροντας μια εξατομικευμένη θεραπεία για κάθε ασθενή.
Η τεχνολογία βασίζεται στην απομακρυσμένη μαγνητική πλοήγηση, ένα σύστημα που κατασκευάστηκε από τη Nanoflex Robotics και το ETH Zurich. Ένας μαγνητικός φορέας παραδίδει τους λεπτούς ανιχνευτές γραφενίου, ενώ το ρομπότ τους καθοδηγεί με ακρίβεια υπό ακτινογραφική απεικόνιση. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει την ακριβή τοποθέτηση των ηλεκτροδίων, είτε στην επιφάνεια του εγκεφάλου είτε σε βαθύτερες περιοχές, ακολουθώντας ευθείες ή καμπύλες διαδρομές.
Η INBRAIN δήλωσε ότι η διαδικασία έχει δοκιμαστεί τόσο στο εργαστήριο όσο και σε μεγάλα ζωικά μοντέλα, με ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Η χρήση εμφυτευμάτων γραφενίου μπορεί να επιταχύνει τη διαδικασία εμφύτευσης διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή, καθιστώντας την πιο γρήγορη και επαναλήψιμη. Το γραφένιο, ένα υλικό που αποτελείται από ένα φύλλο άνθρακα πάχους ενός ατόμου, προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών μεταλλικών ηλεκτροδίων, όπως η αυξημένη σταθερότητα και η βιοσυμβατότητα.
Οι επιταχυμένες δοκιμές γήρανσης που διεξήχθησαν από την ομάδα παρήγαγαν δεδομένα που υποστηρίζουν περισσότερα από 10 χρόνια προβλεπόμενης σταθερότητας για τα εμφυτεύματα γραφενίου. Επιπλέον, οι μελέτες τοξικότητας και βιοσυμβατότητας επιβεβαίωσαν την ασφάλεια του υλικού για χρήση στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν τα εμφυτεύματα γραφενίου μια πολλά υποσχόμενη επιλογή για μακροχρόνια χρήση σε ιατρικές εφαρμογές.
Δείτε επίσης: Ρομπότ σερβίρουν καφέ και παγωτό στη Γαλλία – Το bar του μέλλοντος
Η κοινοπραξία που συμμετείχε στο έργο κατασκεύασε επίσης συμπαγή ηλεκτρονικά που μπορούν να αποκωδικοποιήσουν σήματα από εκατοντάδες σημεία στον εγκέφαλο. Συνδυάζοντας τους ανιχνευτές, τα ηλεκτρονικά και το λογισμικό σε ένα πρωτότυπο εμφύτευμα, η ομάδα το δοκίμασε με επιτυχία σε ένα μεταφραστικό ζωικό μοντέλο. Αυτή η ολοκληρωμένη προσέγγιση επιτρέπει την ακριβή και αποτελεσματική καταγραφή και ανάλυση της εγκεφαλικής δραστηριότητας.
Ο Jose A. Garrido, συνιδρυτής και επικεφαλής επιστημονικός υπεύθυνος της INBRAIN, τόνισε τη σημασία της ανάπτυξης ακριβών και επαναλήψιμων μεθόδων εμφύτευσης για την ευρύτερη διάθεση των τεχνολογιών BCI (Brain-Computer Interface) στους ασθενείς. Η πρόοδος σε αυτόν τον τομέα δεν εξαρτάται μόνο από την κατασκευή προηγμένων συσκευών, αλλά και από την ικανότητα να εμφυτεύονται με ασφάλεια και ακρίβεια.
Το έργο MINIGRAPH χρηματοδοτήθηκε από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Καινοτομίας μέσω του προγράμματος Horizon Europe, με συνεισφορά 3,93 εκατομμυρίων ευρώ για 45 μήνες από τον Οκτώβριο του 2022. Η Ελβετία χρηματοδότησε το μέρος του ETH Zurich, ενώ το Ινστιτούτο Νανοεπιστημών και Νανοτεχνολογίας της Καταλονίας (ICN2) συντόνισε την ομάδα. Συμμετείχαν επίσης το Imec, η Fraunhofer-Gesellschaft, το Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Λάιντεν και το Πανεπιστήμιο Palacký Olomouc.
Οι δοκιμές μέχρι στιγμής έχουν πραγματοποιηθεί στο εργαστήριο και σε ζώα, ενώ η INBRAIN έχει ήδη ολοκληρώσει την εγγραφή ασθενών σε μια ξεχωριστή πρώτη σε ανθρώπους μελέτη των διεπαφών γραφενίου για αποκωδικοποίηση και χαρτογράφηση εγκεφάλου. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η Paradromics έχει ήδη τοποθετήσει ένα τσιπ εγκεφάλου στον πρώτο της ασθενή, ενώ η Κίνα έχει εγκρίνει το πρώτο εμπορικό εμφύτευμα εγκεφάλου.
Δείτε επίσης: Η XPeng ξεκινά την παραγωγή του ανθρωποειδούς ρομπότ IRON
Παράλληλα, η Science Corp προωθεί ένα εμφύτευμα αμφιβληστροειδούς στην Ευρώπη, δείχνοντας ότι η τεχνολογία των εμφυτευμάτων γραφενίου και άλλων προηγμένων υλικών βρίσκεται σε φάση ταχείας ανάπτυξης και εφαρμογής.
