Smartphone-styrd enhet kan leverera droger i hjärnan
Ett internationellt forskargrupp har utformat en trådlös, smarttelefonstyrd enhet som kan leverera droger direkt i hjärnan. Det kan också stimulera hjärnceller med hjälp av ljus. Hittills har forskarna testat denna enhet på möss.
I ett nytt försök - vars resultat de har rapporterat i tidskriften Naturmedicinsk teknik - Forskare från USA och Republiken Korea har kommit tillsammans för att utveckla ett nytt hjärnimplantat som både kan stimulera hjärnceller och leverera droger direkt till hjärnan.
Den nya enheten, som forskarna kallar "trådlösa optofluidiska hjärnprober", är lätt att styra med smarttelefonteknologi.
"Den trådlösa neurala enheten möjliggör kronisk kemisk och optisk neuromodulering som aldrig har uppnåtts tidigare", säger huvudstudieförfattaren Raza Qazi.
Qazi är anslutet till Korea Advanced Institute of Science and Technology i Daejeon, Republiken Korea, liksom till University of Colorado Boulder.
Teamet har utvecklat det nya verktyget i hopp om att läkare en dag kan använda det för att ta reda på mer om möjliga orsaker till olika tillstånd som påverkar hjärnan. Dessa inkluderar Parkinsons sjukdom, Alzheimers sjukdom, missbruk och klinisk depression.
För tillfället har dock forskarna testat och perfektat sin enhet i möss.
Skapa en ”revolutionerande enhet”
Teamet ville utforma en enhet som var lättare att använda och längre levde än befintliga sondmodeller. Befintliga modeller tenderar att lita på styva metallrör och optiska fibrer när det gäller att leverera stimuli eller droger till hjärnan.
Gammaldags sonder är besvärliga, och de kan också orsaka hjärnlegioner på grund av deras styvhet. De kan också bara leverera en begränsad mängd läkemedel till hjärnan.
Den nya enheten är dock lättare. Den använder också små utbytbara patroner som innehåller drogerna. På detta sätt kan forskare ta bort och ersätta dem med färska, läkemedelsfyllda patroner efter behov.
Dessutom är de prober som används mycket tunna - inte tjockare än ett människohår, faktiskt. Den använder också Bluetooth låg energi, som teamet kan kontrollera med smartphone-teknik, för att släppa droger i hjärnan och för att stimulera utvalda hjärnceller. Båda dessa innovationer gör det möjligt för forskare att använda enheten säkrare och under längre perioder.
Inte bara det, men de kunde också skapa automatiska djurstudiemodeller där de kunde manipulera djurens beteende genom att rikta in sig på vissa hjärnceller med hjälp av den trådlösa enheten.
Studieförfattaren professor Michael Bruchas betonar också enhetens kliniska potential när det gäller att låta forskare utveckla nya terapier för smärta såväl som för neurologiska och neuropsykiatriska tillstånd.
"Det gör att vi bättre kan dissekera den neurala kretsbasen för beteende, och hur specifika neuromodulatorer i hjärnan justerar beteendet på olika sätt", förklarar han.
"Vi är också angelägna om att använda enheten för komplexa farmakologiska studier, som kan hjälpa oss att utveckla nya läkemedel för smärta, beroende och känslomässiga störningar", tillägger professor Bruchas.
För tillfället kommer forskargruppen att fortsätta arbeta med den här enheten i hopp om att så småningom tillämpa den på riktad klinisk forskning.
"Den här revolutionerande enheten är frukten av avancerad elektronikdesign och kraftfull mikro- och nanoskalutveckling."
Studie medförfattare Prof. Jae-Woong Jeong
"Vi är intresserade av att vidareutveckla denna teknik för att göra ett hjärnimplantat för kliniska tillämpningar", säger professor Jeong.
