Föreställ dig en bionisk hand som ansluts direkt till nervsystemet: hjärnan styr dess rörelser, och bäraren känner tryck och värme med en mekanisk lem. Förresten, vi varnas för att med utvecklingen av fotoniska sensorer är sådana fantasier på väg att bli verklighet.
Befintliga neurala gränssnitt är baserade på elektronik och metallkomponenter som kroppen kan avvisa. Därför skapar Mark Christensen från Southern Methodist University i Dallas (USA) och hans kollegor sensorer från optiska fibrer och polymerer, som är mindre benägna att orsaka ett immunsvar, och som inte utsätts för korrosion.
Sensorerna befinner sig i prototypstadiet, och än så länge är de tyvärr för stora för att kunna implanteras i kroppen.
Sensorerna är polymerbollar. Varje sfär är utrustad med en optisk fiber som avger en ljusstråle. Det flyter in i givaren på ett listigt sätt, som kallas "viskande galleriläge" (viskande galleriläge) för att hedra rummet med samma namn i Londons St. Paul's Cathedral, där ljudet färdas längre än vanligt, eftersom det är reflekteras från en konkav vägg.
Idén med enheten är följande: det elektriska fältet som är associerat med nervimpulsen påverkar sfärens form, vilket i sin tur förändrar ljusets resonans på det inre skalet, det vill säga att nerven faktiskt blir en del av den fotoniska kretsen. Förändringen i ljusets resonans som sprids genom de optiska fibrersignalerna till manipulatorn att hjärnan till exempel vill flytta ett finger. Feedback ges till infraröd strålning, som verkar direkt på nerven. Ljuset riktas av en reflektor som är placerad vid fiberns ände.
Hypotetiskt kommer enheten att vara användbar inte bara för dem som har tappat lemmar, utan också för patienter med ryggmärgsskador: sensorer och fiberoptik hjälper till att kringgå det inoperativa området. Men innan du implanterar sensorerna måste du ta reda på var de nödvändiga nervändarna finns: till exempel kommer kirurgen att föreslå patienten att försöka lyfta den saknade armen.
Forskare planerar att demonstrera en fungerande prototyp med exempel på en katt eller hund under de närmaste åren. Men först måste sensorns storlek minskas från några hundra till 50 mikron. Projektet på 5,6 miljoner dollar finansieras av Advanced Research Projects Agency (DARPA) från det amerikanska försvarsdepartementet.
