Premieră în știință: un implant cerebral alimentat de respirația pacientului. Cum ajută la tratamentul unor boli

Stimulatorii cerebrali, o formă de implant cerebral, pot fi un tratament care poate schimba viața celor care suferă de tulburări neurologice, precum boala Parkinson.

Acum, cercetătorii susțin într-un studiu publicat recent în Cells Report Physical Sciences că au dezvoltat o modalitate de a încărca implanturile doar prin mișcări de respirație – eliberându-le potențial de mecanica dezordonată de a încărca un obiect în interiorul corpului uman.

Cum ajută acest implant cerebral

În esență, un stimulator cardiac cerebral, dispozitivul trimite impulsuri electrice adânc în creier, prin fire incorporate, pentru a ajuta la reglarea activității creierului, în special în zonele care controlează funcțiile motorii. De fapt, acest lucru poate ajuta pacienții să își atenueze tremurul și rigiditatea asociate cu Parkinson, iar în ultimii ani a câștigat teren și ca tratament pentru depresie.

Dar stimulatorii creierului nu sunt perfecți. Au nevoie de o intervenție chirurgicală pentru a-și schimba bateriile la fiecare doi-trei ani, ceea ce este costisitor.

Așa că cercetătorii de la Universitatea din Connecticut au lucrat pentru a dezvolta un stimulator cerebral care valorifică energia generată de mișcările de respirație în pieptul unui pacient. Acesta folosește încărcarea triboelectrică, în care electricitatea statică este generată prin frecare, cum ar fi atunci când te freci pe un covor și produci un șoc static.

În esență, cercetătorii au folosit acest efect prin aplicarea unui nanogenerator triboelectric, lângă peretele toracic. Astfel, inspirarea și expirarea determină frecarea peretelui de generator, creând un curent care încarcă un supercondensator, care, la rândul său, alimentează stimulatorul creierului.

„Am vrut ca acest lucru să se potrivească cu restul tehnologiei disponibile în mod obișnuit”, a spus cercetătorul Jim Rusling, chimist UConn și coautor al noii lucrări, într-un comunicat de presă.

„În principiu, dacă cineva are deja un stimulator cerebral profund, am putea doar să înlocuim bateria cu acest generator, fără a fi nevoie să-l adaptăm cu un dispozitiv complet nou”.

Până acum, nanogeneratorul a fost testat în pieptul simulat al unui porc care a folosit un plămân de porc real. În timpul experimentelor, nanogeneratorul a fost alimentat cu succes de inhalarea și expirarea plămânului de porc.