Уявіть собі біонічну руку, яка підключається безпосередньо до нервової системи: мозок контролює її рухи, а власник відчуває механічною кінцівкою тиск і тепло. Між іншим, нас попереджають, що з розвитком фотонних датчиків схожі фантазії ось-ось стануть реальністю.

Існуючі нейронні інтерфейси засновані на електроніці та металевих компонентах, які організм може відторгнути. Тому Марко Крістенсен і його колеги із Південного методистського університету в Далласі (США) створюють датчики з оптичних волокон і полімерів, які меншою мірою ризикують викликати імунну відповідь, а також не піддаються корозії.

Сенсори перебувають у стадії прототипу, і поки вони, на жаль, занадто великі, щоб їх можна було вживити в тіло.

Датчики являють собою полімерні сфери. Кожна сфера постачена оптичним волокном, яке випускає промінь світла. Він поширюється всередині датчика хитрим способом, який одержав назву «whispering gallery mode» на честь однойменного приміщення в лондонському соборі Святого Павла, де звук поширюється далі, ніж зазвичай, тому що відбивається від увігнутої стіни.

Ідея пристрою в наступному: електричне поле, пов'язане з нервовим імпульсом, впливає на форму сфери, а та у свою чергу змінює резонанс світла на внутрішній оболонці, тобто нерв фактично стає частиною фотонної схеми. Зміна резонансу світла, що поширюється через оптичне волокно, дає знак маніпулятору, що мозок, наприклад, прагне поворухнути пальцем. Зворотний зв'язок покладений на інфрачервоне випромінювання, що діє прямо на нерв. Світло направляється відбивачем, розташованим на кінці оптоволокна.

Гіпотетично обладнання буде корисним не тільки людям, що втратили кінцівки, але й пацієнтам із ураженням спинного мозку: датчики та оптоволокно допоможуть обійти непрацюючу ділянку. Але перш ніж вживляти датчики, потрібно взнати де знаходяться необхідні нервові закінчення: скажімо, хірург запропонує пацієнтові спробувати підняти відсутню руку.

Вчені планують продемонструвати працездатний прототип на прикладі кішки чи собаки протягом декількох найближчих років. Але спочатку розмір датчика доведеться зменшити з декількох сотень до 50 мкм. Проект вартістю $5,6 млн фінансується із засобів Управління перспективних досліджень (DARPA) Міністерства оборони США.

За матеріалами: compulenta.ru