Az elektromosság az agy nyelve, amely által ma már beszélni is tudunk hozzá, drótok és implatátumok nélkül. Nanorészecskék segítségével egyes agyterületek elektromosan ingerelhetők, s ez új utakat nyit olyan agyi betegségek kezelésében, mint a Parkinson- és az Alzheimer-kór, vagy az autizmus. Egy napon pedig természetessé válhat a számítógép és az agy közti közvetlen adatcsere.

Mindezt a 2004-ben felfedezett elektromágneses nanorészecskék (MENs) teszik lehetővé. Ha ezeket külső mágneses mező révén ingerlik, elektromos mezőt hoznak létre. De mi történik, ha ilyen nanorészecskéket juttatnak az élő agyba?

Sakhrat Khizroev orosz származású amerikai fizikus, mérnök, feltaláló (Floridai Nemzetközi Egyetem, Miami) kutatóorvos munkatársaival mintegy 20 milliárd elektromágneses nanorészecskét injektált egerek agyába. Majd bekapcsoltak egy mágneses mezőt, amelyet a nanorészecskékre irányítottak. A keletkezett elektromos mező, ahogy az EEG (elektroenkefalogram) megmutatta, aktiválta a nanorészecskék körüli agyterületet.

Sakhrat Khizroev

Amikor az elektromágneses nanorészecskéket mágneses mezőnek tesszük ki, azok létrehozzák a maguk helyi elektromos mezejét: ez pedig közvetlenül kapcsolódik az idegi hálózat elektromos áramköreihez.

Khizroev célja, hogy olyan rendszert hozzon létre, amely egyszerre alkalmas az agyi aktivitás leképezésére és precízen célzott orvosi beavatkozásokra. Mivel a nanorészecskék eltérően reagálnak a mágneses mező különféle frekvenciáira, hatóanyagok kibocsátására is behangolhatók.

Orvosi nanorobot a véráramban (művészi rajz)

Amikor a részecskéket bejuttatjuk, ’láthatjuk’ is az agyat, és ha szükséges, egy bizonyos hatóanyagot egy bizonyos idegsejtben bocsátunk ki - mondja a kutató. Eddig HIV- és rák-ellenes szereket sikerült a részecskék segítségével célba juttatniuk.

Az elme találkozik a géppel

Túl e kutatáson, Khizroev nanorészecskéi az ember-számítógép kapcsolat új módjait tehetik lehetővé. Bár még nem próbálkozott vele, szerinte a fenti folyamat fordított irányba is működhet: ekkor az agy saját elektromos mezőinek hatására a nanorészecskék hoznának létre mérhető mágneses mezőt. Agyi állapotaink így bemeneti adatokként szolgálhatnának a számítógép számára, amely válaszképp közvetlenül ingerelhetné az agy adott területeit.

A nanorészecskék segítségével az agy mélyén lévő elektromos mezőt rekord téri és időbeli felbontással lehetne feltérképezni, ami módot adna az agyműködés valós időbeli követésére is.

Jelen kutatás legfőbb hozadéka mégis az lenne, ha sikerülne az agyi betegségeket minimális beavatkozás és mellékhatások mellett megérteni és gyógyítani.

Polina Anikeeva (Massachusettsi Technológiai Intézet) hasonló, de hőn alapuló nanorészecskés stimulációs eljáráson dolgozik. Igen izgalmasnak találja, hogy egyszeriben olyan emberek, akik teljesen természetesen néznek ki, nincsenek bedrótozva, nincsenek bennük implantátumok, mégis tökéletesen felszereltek a külső ingerlés fogadására.

Forrás: Future Medicine

Fordította és szerkesztette: Jakabffy Éva