Die neuronale Stimulationsmethode kann den Schaden durch implantierte Geräte verringern

Neuronale Stimulation kann für neurologische Erkrankungen therapeutisch sein, jedoch kann das implantierte Gerät, das dies erleichtert, mit der Zeit schlechter werden und das Nervengewebe vernarben. Forscher an der Pittsburgh University haben nun eine Möglichkeit gefunden, eine neuronale Stimulation mit einer durch Licht aktivierten, unverbundenen Elektrode zu erreichen, von der sie hoffen, dass sie zur Verminderung solcher Schäden beitragen wird. Takashi Kozai, Assistenzprofessor für Bioingenieurwesen an der Swanson School of Engineering der Universität, sagte: „Normalerweise mit neuronaler Stimulation gibt es ein transkutanes Kabel von der implantierten Elektrode im Inneren des Gehirns zu einem Controller, um die Verbindung zwischen Geist und Maschine aufrecht zu erhalten außerhalb des Körpers. Die Bewegung des Gehirns oder dieser Leine führt zu Entzündungen, Narben und anderen negativen Nebenwirkungen. Wir hoffen, einen Teil des Schadens zu reduzieren, indem Sie dieses große Kabel durch langwelliges Licht und eine ultrakleine, unverbundene Elektrode ersetzen. Als der photoelektrische Effekt unsere elektrophysiologische Aufnahme beim Abbilden mit einem Laser im nahen Infrarotbereich kontaminierte, waren wir etwas überrascht. Es stellte sich heraus, dass die ursprüngliche Gleichung geändert werden musste, um dieses Ergebnis zu erklären. Wir haben zahlreiche Strategien zur Beseitigung dieses photoelektrischen Artefakts ausprobiert, waren aber bei jedem Versuch nicht erfolgreich, also haben wir den Fehler in ein Feature verwandelt. Was wir nicht erwartet hatten, war, dass diese photoelektrische Stimulationsmethode es uns ermöglicht, eine andere und diskretere Population von Neuronen zu stimulieren, als dies mit elektrischer Stimulation möglich wäre. Damit haben Forscher ein weiteres Werkzeug in ihrem Werkzeugkasten, um neuronale Schaltkreise im Nervensystem zu untersuchen. Wir hatten zahlreiche Kritiker, die nicht an die mathematischen Modifikationen der ursprünglichen photoelektrischen Gleichung von Einstein glaubten, aber wir glaubten an den Ansatz und haben sogar ein Patent angemeldet. Dies ist ein Beleg für Kaylenes harte Arbeit und Fleiß, eine Theorie in eine gut kontrollierte Validierung der Technologie zu verwandeln. “Kaylene Stocking, ein leitender Student im Bereich Bio- und Computertechnik, sagte:„ Unsere Gruppe entschied sich für die Verwendung dieser Funktion photoelektrischer Effekt zu unserem Vorteil bei der neuronalen Stimulation. Wir haben die Änderung des elektrischen Potentials mit einem Laser im nahen Infrarot verwendet, um eine ungebundene Elektrode im Gehirn zu aktivieren. Wir haben festgestellt, dass die Photostimulation effektiv ist. Die Temperaturerhöhungen waren nicht signifikant, was die Wahrscheinlichkeit von Hitzeschäden verringert, und aktivierte Zellen befanden sich näher an der Elektrode als bei der elektrischen Stimulation unter ähnlichen Bedingungen, was auf eine erhöhte räumliche Präzision hinweist