Sonunda, Berggren’in laboratuvarında çalışan bir yardımcı doçent olan Xenofon Strakosas sorunu anladı: Bitkilerde, hidrojen peroksit enjekte edilen malzemenin birbirine bağlanmasına yardımcı olur, ancak hayvanlarda reaksiyonun çalışması için yeterli peroksit yoktur. Böylece Strakosas, karışıma bazı ek elementler ekledi: peroksit üretmek için hayvan dokularında yaygın olan glikoz veya laktatı kullanan bir enzim ve peroksidi parçalayan başka bir enzim. Aniden elektrotlar mükemmel bir şekilde oluştu.
İsveç’teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nde biyoelektronik mikroteknoloji profesörü olan Maria Asplund gibi uzmanlar için, vücut içinde elektrot dövme fikri tamamen yeni. “Kimyacılar asla hayal bile edemeyeceğim şeyleri gerçekleştirebilirler” diyor. Ancak daha beyin dostu elektrotlar oluşturmak için on yılı aşkın bir süredir çalışan Asplund, henüz denenmiş ve test edilmiş elektrot oluşturma yöntemlerinden vazgeçmeyi planlamıyor. Birincisi, bu yeni araç memelilerde test edilmedi ve kimse vücutta ne kadar süre dayanacağını bilmiyor. En önemlisi, elektrotlar elektrik sinyallerini başarılı bir şekilde iletebiliyor olsa da, Berggren ve meslektaşlarının bu sinyalleri beyinden alıp bilim adamlarının gerçekten görebilmesi veya elektrotların görebileceği şekilde akım göndermesi için bir çözümü yok. beyin stimülasyonu için kullanılabilir.
Bir dizi seçeneğe sahipler. Biri, sinyallerini beynin derinliklerinden bilim insanlarının ölçebileceği kafatasının yüzeyine taşımak için doğrudan elektrota yalıtımlı bir tel yapıştırmak olabilir. Ancak bu tel beyin dokusuna zarar verebilir ki bu da ekibin tam olarak kaçınmaya çalıştığı şeydir. Bunun yerine, bir sinyalin dışarıdan kablosuz olarak okunabilmesi için elektrot gibi beyin içinde kendi kendine birleşebilen başka bileşenler tasarlamaya çalışabilirler.
Berggren ve meslektaşları elektrotlarıyla nasıl iletişim kuracaklarını çözseler bile, aynı anda yüzlerce nörondan kayıt yapabilen Neuropixels gibi son teknoloji cihazlarla rekabet etmek için mücadele edecekler. Teksas’taki Rice Üniversitesi’nde elektrik ve bilgisayar mühendisliği doçenti Jacob Robinson, yumuşak bir elektrotla bu hassasiyet derecesine ulaşmanın zor olabileceğini söylüyor. “Genellikle performans ve istilacılık arasında bir denge vardır” diyor. “Mühendislikteki zorluk, bu sınırları zorlamak.”
En azından başlangıç için, beyin stimülasyonu yumuşak elektrotlar için daha iyi bir uygulama olabilir çünkü çok hassas olmayı gerektirmez. Maymunlarda beyin-bilgisayar arayüzlerini araştıran Pittsburgh Üniversitesi’nde biyomühendislik profesörü Aaron Batista, kesin olmayan kayıtların bile tamamen felçli insanlara fayda sağlayabileceğini söylüyor. Yumuşak elektrotlar, birinin beyin sinyallerini doğrudan ölçerek akıcı bir konuşma üretemeyebilir; ancak hiç hareket edemeyen hastalar için sadece “evet” veya “hayır” diyebilmek çok büyük bir fark yaratabilir.
Bununla birlikte, polimer elektrotlar, geleneksel elektrotların sadece daha güvenli, daha dağınık bir versiyonu değildir. Yalnızca belirli maddelerin varlığında oluştukları için, beynin belirli kimyasal profillere sahip kısımlarını hedeflemek için kullanılabilirler. Berggren ve Strakosas, tariflerine ince ayar yapmayı planlıyor, böylece jel yalnızca beynin çok fazla laktat bulunan bölgelerinde, yani aşırı derecede aktif olan alanlarda katılaşıyor. Bu stratejiyi kullanarak, özellikle kişinin nöbetlerinin başladığı beyin bölgesini hedef alabilirler. Yakında bu yaklaşımı epileptik farelerde test edecekler. Prensip olarak, glikoz veya laktat değil, elektrot oluşumuna yardımcı olacak başka bir madde, örneğin belirli bir nörotransmitter kullanan bir malzeme de yaratabilirler. Bu şekilde, elektrotlar beynin yalnızca o belirli nörotransmitterde yüksek olan kısımlarında sona erecek ve bu da sinirbilimcilerin belirli beyin bölgelerini tam olarak hedeflemesine izin verecektir.
Berggren ve ekibi, önlerindeki bilimsel engelleri aşmayı başarırsa, nihai görevleri, tıbbi ortamlarda kullanılan cihazları yöneten yönetmelikler arasında gezinmek olacaktır. Özellikle bu kadar yeni bir malzeme için bunun ne kadar süreceğini tahmin etmek imkansız. Ancak Batista yine de bu keşfin, ne kadar uzak olursa olsun elektrot teknolojisinde yeni bir çağın habercisi olduğunu düşünüyor.
“Bugün yaşayan hiç kimsenin esnek bir elektronik nöral implant alacağından emin olamıyorum” diyor. “Ama şimdi bir gün birileri olacak gibi görünüyor.”
Bir yanıt bırakın