Микрочипы в мозгу будут питаться спинномозговой жидкостью

Специалисты Массачусетского технологического института разработали устройство, окисляющее глюкозу из спинномозговой жидкости и генерирующее электричество, сообщает Lenta.Ru со ссылкой на ScienceNow. Работа ученых опубликована в журнале PLoS ONE.

Ученые снабдили квадратный микрочип площадью в один или два квадратных миллиметра катодом, анодом и разделяющей их мембраной. На платиновом аноде глюкоза окисляется с образованием ионов водорода и электронов. При этом мембрана, разделяющая катод и анод, проницаема только для ионов водорода, но не для электронов. Ионы устремляются через мембрану к катоду и объединяются там с кислородом, образуя воду. Электроны также устремляются к катоду, но не через мембрану, а через электрическую схему микрочипа, питая его энергией.

Анод микрочипа был сделан из платины, а для производства катода использовались углеродные нанотрубки. Созданное устройство авторы тестировали в растворе, состав которого имитировал цереброспинальную жидкость. Микрочип был способен производить несколько сотен микроватт электрической энергии. При этом расход глюкозы оставался относительно небольшим. По расчетам исследователей, он составит от 3 до 28 процентов объема постоянно регенерируемой в мозге глюкозы. Потребления кислорода устройством также незначительно влияло на его содержание в ликворе.

По словам авторов, созданные элементы питания могут быть полезны для снабжения электрической энергией машинно-мозговых интерфейсов у пациентов со слепотой или глубокими поражениями мозга.

В настоящий момент все экспериментальные устройства подобного рода питаются путем беспроводной индукции электричества или от батарей, которые нужно периодически менять в ходе хирургических операций. Микрочипы, вырабатывающие энергию из глюкозы, смогут сделать такие устройства совершенно автономными.

http://www.livestream.ru/news/2012/06/18/chip/

Технологии будущего чипирования: внутреннее электричество тела можно использовать для питания имплантатов

• 0
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

(голосов: 0)

Технологии будущего чипирования: внутреннее электричество тела можно использовать для питания имплантатов

В ушной улитке млекопитающих расположено подобие настоящей электрической батарейки. Ученые сумели использовать ее для питания миниатюрного радиопередатчика. Значит, в скором времени на рынке могут появиться новые имплантаты, передает РИА "Новости".

Подпитка имплантатов всегда была больным вопросом для ученых. До недавнего времени приходилось обращаться либо к внешним источникам энергии, либо проводить операции по замене батарейки.

Патрик Мерсье из Массачусетского технологического института решил данную проблему за счет самой конструкции ушной улитки. Улитка - свернутая в спираль трубка, заполненная жидкостью. Внутри она разделена мембраной. С одной ее стороны - перилимфа с высокой концентрацией ионов натрия, а с другой - эндолимфа с большим содержанием ионов калия. Между ними создается разность потенциалов в 70-100 милливольт.

Тестирование на морских свинках показало: улитка животных производит ток в 14-28 микроампер с напряжением 30-55 милливольт. Если принять во внимание сопротивление электродов и прочие факторы, у "батарейки" мощность составила 1,1-6,3 нановатт. Но техника требует гораздо большую мощность.

Использовать данные мощности удалось за счет изобретения особой схемы. Она запускалась посредством воздействия извне беспроводным микроволновым излучателем. На самой схеме была антенна. Как только она активировалась, потребление энергии резко падало, что позволяло перекрыть ее потребность "батарейкой" улитки.

На данный момент микрочип размером 9 на 11 миллиметров продержался пять часов. При этом качество слуха значительно не снижалось (слух у животных упал в области около 23 килогерц). Имплантация аналогичных устройств несет с собой минимальный риск для нормального или остаточного слуха, уверен Мерсье.

Ученые имплантировали улиткам автономный чип

• 0
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

(голосов: 0)

Ученые имплантировали улиткам автономный чип

Ученые из университета Кларксона разработали метод, благодаря которому от одной улитки можно получать от полутора до 7 микроватт никак при этом не мешая жизнедеятельности улитки. Такого постоянного заряда вполне хватит на радио-передатчик или сенсор. С их помощью можно вести, например, разведывательные миссии.

Конечно, электростанцию на одних улитках не сделаешь, однако, эти животные могут быть использованы в других целях, например, в качестве передвижных датчиков, которые будут показывать параметры окружающей среды. От одной улитки, таким образом, может свободно питаться одна микросхема.

Автором исследования и инновации является Евгений Кац, университет Кларксона, а также его американские и израильские коллеги. В опыте приняли участие также десять больших улиток, в которые были имплантированы биотопливные ячейки, очень маленького размера, работают они благодаря окислению глюкозы, которая содержится в гемолимфе. Через небольшие отверстия в раковинах улиток были выведены контакты от катода и анода.

Как сообщает научно-популярный журнал «Технологии будущего«, ученым удалось в течение 45 минут получить от каждой улитки более семи микроватт, правда, затем вырабатываемое количество энергии снижалось до полутора микроватт. Все дело в том, что около электрода уменьшались запасы сахара. На жизнедеятельность улиток это никак не влияло, они восполняли запасы глюкозы, и биобатарейка продолжала свою работу. Таким образом, теперь улитка может быть использована, как беспроводной передатчик или сенсор, а также — даже как мини-разведчик.