Η ηλεκτρική ενέργεια είναι η γλώσσα του εγκεφάλου, και τώρα μπορούμε να του “μιλήσουμε” χωρίς καλώδια ή εμφυτεύματα. Νανοσωματίδια μπορούν να διεγείρουν συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου ηλεκτρικά, δημιουργώντας νέους τρόπους θεραπείας εγκεφαλικών νόσων. Στο μέλλον μπορεί να επιτρέψουν και την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ των υπολογιστών και του εγκεφάλου.
Ένα υλικό που ανακαλύφθηκε το 2004 προσφέρει αυτή τη δυνατότητα. Όταν τα “μαγνητοηλεκτρικά” νανοσωματίδια διεγείρονται από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, δημιουργούν ηλεκτρικό πεδίο. Εάν τα εν λόγω νανοσωματίδια βρίσκονται δίπλα σε νευρώνες, αυτό το ηλεκτρικό πεδίο τους επιτρέπει να επικοινωνούν.
Η ερευνητική ομάδα του Sakhrat Khizroev, καθηγητή στο Διεθνές Πανεπιστήμιο της Φλώριδας, τοποθέτησε 20 δισεκατομμύρια τέτοια νανοσωματίδια σε εγκεφάλους ποντικιών. Στη συνέχεια ενεργοποίησαν ένα μαγνητικό πεδίο, στοχεύοντας την συστάδα των νανοσωματιδίων για την επαγωγή ενός ηλεκτρικού πεδίου. Ένα ηλεκτροεγκεφαλογράφημα έδειξε ότι η περιοχή που περιβάλλεται από τα νανοσωματίδια φωτίζεται, δηλαδή διεγείρεται από το ηλεκτρικό πεδίο που έχει δημιουργηθεί.
-Το σύστημα των νανοσωματιδίων του Khizroev μπορεί να προσφέρει ένα νέο τρόπο αλληλεπίδρασης του εγκεφάλου με υπολογιστές.
“Όταν τα νανοσωματίδια εκτίθενται σε ένα εξαιρετικά χαμηλής συχνότητας μαγνητικό πεδίο,παράγουν το δικό τους τοπικό ηλεκτρικό πεδίο στην ίδια συχνότητα. Με τη σειρά του, το ηλεκτρικό πεδίο συγχρονίζεται με το ηλεκτρικό κύκλωμα του νευρωνικού δικτύου.” λέει ο Khizroev.
Ο στόχος του Khizroev είναι να οικοδομήσει ένα σύστημα που να μπορεί τόσο να αποτυπώνει με ακρίβεια την εγκεφαλική δραστηριότητα όσο και να επιτρέπει ταυτόχρονα την ακριβή στόχευση για ιατρικές θεραπείες. Επειδή τα νανοσωματίδια ανταποκρίνονται διαφορετικά σε διαφορετικές συχνότητες του μαγνητικού πεδίου, μπορούν να ρυθμιστούν ώστε να απελευθερώνουν φάρμακα. Η ομάδα του Khizroev έχει ήδη αποδείξει μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά και στοχευμένη απελευθέρωση Πακλιταξέλης, φαρμάκου κατά του καρκίνου.
Ο εγκέφαλος και η μηχανή.
Πέρα από το πεδίο της τρέχουσας έρευνας, το σύστημα των νανοσωματιδίων του Khizroev μπορεί να προσφέρει ένα νέο τρόπο αλληλεπίδρασης του εγκεφάλου με υπολογιστές. Ο ίδιος δεν το έχει δοκιμάσει ακόμα, αλλά λέει ότι μπορεί να αντιστρέψει τη λειτουργία, έτσι ώστε τα νανοσωματίδια να παράγουν μετρήσιμο μαγνητικό πεδίο σε αντίδραση στα ηλεκτρικά πεδία του εγκεφάλου. Τότε οι δραστηριότητες του εγκεφάλου μας θα γίνουν παράμετροι για υπολογιστές, που θα είναι σε θέση να διεγείρουν με τη σειρά τους συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου.
Προς το παρόν, όμως, το στοίχιμα είναι η κατανόηση και θεραπεία των εγκεφάλων μας, χωρίς τις παρενέργειες των εμφυτευμάτων και της οπτοηλεκτρονικής. “Υπάρχει μια πιθανότητα διασύνδεσης με το νευρικό σύστημα, με ασύρματο και ελάχιστα επεμβατικό τρόπο”, λέει η Polina Anikeeva απο το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, η οποία εργάζεται σε μια διαφορετική τεχνική διέγερσης νανοσωματιδίων που βασίζεται στη θερμότητα.
“Πλέον μπορούμε να έχουμε άτομα που φαίνονται εντελώς φυσικά, χωρίς καλώδια, χωρίς συνδέσεις, χωρίς εμφυτεύματα, με την ικανότητα να λαμβάνουν ερεθίσματα. Πρόκειται για κάτι πολύ μικρό, ενέσιμο, περισσότερο σαν ένα φάρμακο παρά μια συσκευή. Νομίζω ότι είναι πραγματικά συναρπαστικό.” Συμπληρώνει η Anikeeva.
