Neurální implantáty a cukr

Největší z glukózových palivových článků s hranou 64 nanometrů - Foto:  MIT,  Sarpeshkar Lab

Největší z glukózových palivových článků s hranou 64 nanometrůFoto:  MIT, Sarpeshkar Lab

Problém napájení tělních implantátů má „jednoduché“ řešení. Stačí je napájet z těla pacienta.

Napájení lékařských implantátů umístěných v těle představuje velký problém. Ten vyřešíme ve chvíli, kdy se tyto elektronické implantáty budou umět „živit“ ze stejného zdroje jako buňky. Lidské buňky přitom získávají energii z jednoduchého cukru glukózy, která se nachází v tělních tekutinách. Na Massachussettském technologickém institutu v tomto směru udělali velký pokrok. 

Místo mitochondrií palivové články 

Jejich cílem bylo vytvoření energeticky naprosto soběstačných neurálních implantátů. Řada z nich pomáhá paralyzovaným pacientům při pohybu končetin. Nutnou podmínkou funkce implantátů je sledování komunikace v mozkových buňkách a to vyžaduje stálý přísun energie. Před vědci stojí otázka, zda je možné elektroniku napájet pomocí integrovaných palivových mikročlánků, které budou syceny glukózou z mozkomíšního moku. Inženýři z MIT nyní testují, zda bude možné palivové články zabudovat přímo do struktury křemíkového mikročipu. 

Buňky v principu žijí z energie elektronů, které jsou v glukóze obsaženy. Využívají ji ke tvorbě speciální chemické sloučeniny (ATP, adenosin trifosfát), která transportuje energii přímo na místa určení. Tato sloučenina vzniká v buněčných mitochondriích. V případě malých neurálních implantátů budou v roli mitochondrií palivové mikročlánky, které využijí energii elektronů na výrobu slabého elektrického proudu. Elektrický výkon se v tomto případě pohybuje v oblasti stovek mikrowattů. 

Mikročip s nanosoučástkami 

Součástí navrhovaného mikročlánku je např. platinová nanoanoda, která oxiduje molekuly glukózy, a nanokatoda vyrobená z jednostěnných uhlíkových nanotrubiček. Na ní se zase kyslík chemicky redukuje na vodu. Aby prostřednictvím těchto dvou komponent nedošlo ke zkratování obvodu, jsou od sebe katoda a anoda odděleny – anoda je odstíněna, zatímco katoda je vystavena prostředí těla. 

Tento výzkum je zatím ve stadiu modelů a prototypů, ale výzkumníci předpokládají, že tato koncepce je realistická. Jedním z argumentů je fakt, že se nepředpokládá imunitní reakce při kontaktu mikroelektronického zařízení s mozkomíšním mokem. Ten totiž neobsahuje buňky imunitního systému. 

Zdroje: Popular Science, PhysOrg, MIT, PLOS One 

Autor:  Pavel Vachtl
Pořad: Nula-jednička  |  Stanice: ČRo Leonardo
Čas vysílání: Pořad jsme vysílali do 28. února 2013.  
 

Nové články v rubrice

  • 20. května  2015 v 09:00       rubrika: Technologie

    Jádro počítače za dvě stovky

    Kalifornská začínající firma Next Thing Co. začala přes crowdfundingový server Kickstarter nabízet malé kompaktní výpočetní jádro CHIP, s procesorem o frekvenci 1 GHz. Cena jádra činí mnohem méně než u podobných minipočítačů...

     
  • 19. května  2015 v 11:00       rubrika: Technologie

    Levná, na centimetry přesná verze GPS

    Výzkumníci z Texaské univerzity v Austinu vyvinuli prototyp nové, na několik centimetrů přesné verze pozičního systému GPS. Tato verze má být navíc údajně poměrně realizačně levná.

     
  • 18. května  2015 v 15:00       rubrika: Technologie

    Jak jednoduché, milý IBM Watsone

    Pokud dnes hledáme skutečně “chytrý” a použitelný počítač, pracující na principech umělé inteligence, nemůžeme minout expertní systém firmy IBM s názvem Watson. Watson sice (zatím) neoplývá kvalitami inteligentních...

     
 

Diskuse

Český rozhlas si váží názoru posluchačů a má zájem o korektně vedenou diskusi. Vyhrazuje si proto právo skrýt příspěvky, které odporují dobrým mravům, jsou xenofobní, porušují platné zákony, poškozují dobré jméno Českého rozhlasu, nebo mají reklamní charakter.

Návod na použití diskusního systému DISQUS naleznete zde.

 
tyto komentáře používají systém Disqus

Leonardo Plus

« »
Cestopis přírody s Jaroslavem Petrem - Foto: Vladimír Staněk

Téma: Rodičovství

Aneb Proč mají rodiče rádi své děti? 23. května

 
Cestopis mysli s Cyrilem Hőschlem - Foto: Vladimír Staněk

Duševní nemoc a my

Příběhy pacientů. 15. května

 
Nebeský cestopis s Jiřím Grygarem - Foto: Vladimír Staněk

Jupiter králem planet

Planeta plná nej. 5. května

 
Pozemský cestopis s Václavem Cílkem - Foto: Vladimír Staněk

Návrat k Navahům

Co bychom se mohli naučit od indiánů? 2. května 2015

 
Cestopis architektury se Zdeňkem Lukešem - Foto: Vladimír Staněk

Pražské funkcionalistické školy

Školní budovy funkční a jednoduché. 25. dubna

 
Nebeský cestopis s Jiřím Grygarem - Foto: Vladimír Staněk

Nejbližší hvězda Slunce

Co o ní vůbec víme? 18. dubna

 

Laboratoř

« »
Natáčení pořadu Laboratoř na 23. května 2015 - zoolog Evžen Kůs - Foto: Marián Vojtek

Laboratoř: O dinokuřeti, přátelství hyen a hře na schovávanou pro nigerijské kozy

K čemu se hodí kuře s dinosauřím zobákem? Co vám poví genetik o ranním vstávání? Proč mají hyeny neprávem špatnou pověst? Jak se dá hrát s nigerijskými kozami na schovávanou? Lehli byste si na pláž z rybího trusu?

 
Natáčení pořadu Laboratoř na 16. května - Foto: Marián Vojtek

Laboratoř: O plazovi věrném až za hrob, vyléčené slepotě myší a chytlavosti hip hopu

Který plaz je věrný skoro až za hrob? Díky čemu slepé myši prohlédly? Odkud se vzala naše buňka? Mohli by švábi přežít jadernou katastrofu? Které melodie nejvíc hýbou světem?

 
Natáčení pořadu Laboratoř na 9. května 2015 - herečka Kamila Špráchalová - Foto: Marián Vojtek

Laboratoř: O chladuvzdorném slonovi, nesportovních myších a hnízdech z trusu

Mohl by slon indický přežít na Sibiři? Proč sýkory horské zpívají v nářečích? Jak trénovat "sportovní" myši? Proč tučňáci na Antarktidě nedodržují hygienu? K čemu může být dobrá 3D průdušnice?

 
Natáčení pořadu Laboratoř na 2. května 2015 - herečka Jana Holcová - Foto: Marián Vojtek

Laboratoř: O statečných šnecích, supech nad tepelnou elektrárnou a kocovině starých Egypťanů

Jak se pozná odvážný vodní šnek? Proč supi létají nad elektrárnami? Kdo za to může, že na nás jdou komáři? Proč je zajímavá konverzace kočkodanů? Jak se staří Egypťanů dostávali z kocoviny?

 
Natáčení pořadu Laboratoř na 25. dubna 2015 - Foto: Marián Vojtek

Laboratoř: O mateřském chování myší, chapadlech chobotnic a mraveništích bez samečků

Jak probudit u "panenských" myší mateřské chování? Dokáže příroda přežít bez samečků? Jak se chová nově objevený protein-bojovník proti nádorům a virům? Proč je dobré vědět, jak leze chobotnice? Jak západ slunce pomáhá nastavit...

 
Natáčení pořadu Laboratoř na 18. dubna 2015 - herec Kajetán Písařovic - Foto: Marián Vojtek

Laboratoř: O vepřovém pro upíry, varování před zemětřesením a o vysokých mužích

Co jedí upíři k večeři? Jak nás může GPS varovat před zemětřesením? Má dědičnost vliv na sexuální delikty? Na co jsou kardiologům pavoučí sítě? Který národ je nejvyšší na planetě?

 

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2015 Český rozhlas