About / Advertise
En ny metod att stabilt mäta neurala signaler under lång tid kan komma att användas för att hjälpa diagnosticera och behandla epilepsi och andra neurologiska störningar och sjukdomar. Linköpings universitet bildar ett nytt forskningsområde kring tekniken.
 |
| Klas Tybrandt |
– Förhoppningen är att vi ska kunna se var exempelvis signalen som orsakar ett epileptiskt anfall startar, en förutsättning för att kunna behandla framtida anfall, säger Klas Tybrandt vid Laboratoriet för organisk elektronik i ett pressmeddelande.
– Ett annat användningsområde är hjärna-maskin-gränssnitt där framtida teknik och proteser kan styras med nervsignaler. Det finns även en rad intressanta tillämpningar mot nervsystemet i kroppen och dess reglering av olika organ.
Att tekniken är ett genombrott kan man se av det faktum att det blir grunden för ett nytt forskningsområde – Mjuk elektronik – som just nu bildas vid Linköpings universitet med Klas Tybrandt som forskningsledare.
Det är mycket svårt att åstadkomma långvariga och stabila kopplingar mellan elektronik och nervceller som inte skadar nervceller eller vävnad eftersom de båda systemen – människans mjuka och elastiska vävnad respektive den hårda elektroniken – är så olika rent mekaniskt.
Eftersom mänsklig vävnad är elastisk och rör sig uppstår skador och inflammationer i kontaktytan med den stela elektroniken.
– Förutom att det skadar vävnaden så dämpar det också ut nervsignalerna, berättar Klas Tybrandt.
Tekniken är baserad på ett nytt biokompatibelt material. Det är mjukt som mänsklig vävnad och består av tunna guldbelagda nanotrådar i titanoxid, inbäddade i silikongummi. Det behåller hög elektrisk ledningsförmåga även när det töjs till sin dubbla längd.
Mikrofabrikation av mjuka elektriskt ledande kompositmaterial har många utmaningar.
– Vi har tagit fram en process för att tillverka de små elektroderna som samtidigt bevarar materialens biokompabilitet. Processen är också materialsnål, vilket gör att vi kan arbeta med ett relativt dyrt material som guld till en låg kostnad, säger Klas Tybrandt.
Elektroderna är 50 µm stora och placerade på ett avstånd av 200 µm från varandra. Vid tillverkningen får man plats med 32 elektroder på en mycket liten yta.
När cellerna i hjärnan skickar ut signaler bildas en spänning som elektroderna fångar upp och skickar vidare via en liten förstärkare. Det går att se från vilka av elektroderna signalerna kommer, det vill säga var i hjärnan signalerna har sitt ursprung.
– Denna typ av spatiotemporal information är viktig för framtida tillämpningar, säger Klas Tybrandt.
Den nya materialtekniken är framtagen i samarbete mellan Linköpings universitet, ETH Zürich, New York University och Columbia University. Resultaten presenteras i en artikel i den ansedda vetenskapliga tidskriften Advanced Materials.
BILDEN: Hela proben är 3,2 mm bred och 80 µm tjock.
