Світлодіоди-імплантати управляють функціями мозку. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Світлодіоди-імплантати управляють функціями мозку

21.04.2013

Вчені з Університету в Сент-Луїсі та Університету штату Іллінойс розробили мікроскопічні світлодіоди більш тонкі, ніж людське волосся.

Ці світлодіоди можна імплантувати в будь-яку ділянку тіла за допомогою звичайної тонкої медичної голки. Суть експерименту в наступному: спочатку генні інженери модифікували мишей за допомогою технології оптогенетики, тобто "навчили" нейрони мозку включатися та вимикатися за світловим сигналом, що створюється крихітним світлодіодом. Потім ближче до цих нейронів імплантували світлодіод. Вмикання світлодіода активує нейрони, а вимкнення навпаки – дезактивує. У такий спосіб можна керувати конкретними функціями мозку.

За допомогою мініатюрного світлодіода та оптогенетики вчені змогли керувати системою заохочення: завдяки включенню певних нейронів, вивільнявся допамін, що викликає почуття задоволеності.

Дослідники вважають, що світлодіодні імплантати, які робляться на основі друкованої електроніки, будуть корисними і в інших неврологічних дослідженнях. Сьогодні схожі пристрої вже використовуються для стимуляції периферичних нервів, що знижує або повністю відключає болючі відчуття. Щоправда, досі доводилося використовувати тонке оптоволокно та лазерні випромінювачі, що обмежувало можливості оптогенетики.

Бездротові світлодіодні імплантати мають набагато більшу гнучкість. Більше того, пристрої зі світлодіодами кількох кольорів здатні активувати та керувати одночасно кількома нейронними ланцюгами. Крім того, на додаток до світлодіодів до імплантатів можна додати і крихітні датчики, що знімають показання температури та електричної активності в головному мозку. Нова світлодіодна технологія, можливо, одна із найважливіших досягнень нейробіології. Вона допоможе краще зрозуміти, що відбувається з мозком внаслідок таких розладів, як стрес, депресія та тривожність. Крім того, управління нейронними мережами може ефективно лікувати ці стани, знімати біль та страх.

Песимістам теж є тема для обговорення: настільки потужний штучний механізм заохочення може перетворити на раба будь-кого, адже сьогодні почуття задоволення реалізується набагато складнішими речами, на кшталт стосунків, покупок, побутового комфорту, кар'єри, влади, творчими досягненнями тощо. У суспільстві "чіпованих" людей такі "складності" не потрібні.

<< Назад: Мікроконтролер Toshiba TMPM372 із блоком векторних обчислень 21.04.2013

>> Вперед: Комунікаційні процесори LSI Axxia 4500 на архітектурі ARM 20.04.2013

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

3D-друк крихітних деталей 29.12.2022

Інженери з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) розробили новий метод тривимірного друку чистими металами або сплавами, що дозволяє отримати роздільну здатність 40 мікрон, що в деяких випадках на порядок перевершує можливості інших подібних технологій. Процес, який є чимось подібним до симбіозу хімії та 3D-друку, дозволить виготовляти деталі для крихітних MEMS-пристроїв (microelectronic mechanical systems), які широко використовуються в космічній, транспортній техніці, біомедичному обладнанні та в багатьох інших речах.

Традиційний процес 3D-друку полягає у укладанні матеріалу шар за шаром. Це, своєю чергою, допускає можливість створення таких форм, які неможливо одержати традиційними способами механічної обробки. У промислових процесах 3D-друку металом використовується лазер, промінь якого плавить металевий порошок у строго заданій точці, і найкращі з таких методів можуть забезпечити нині здатність до 100 мікронів.

Тут проблема полягає в тому, що деякі з металів, мідь і срібло, наприклад, мають настільки високу теплопровідність, що навіть при якісному фокусуванні променя лазера тепло поширюється і плавить металевий порошок навколо заданої точки, що знижує роздільну здатність процесу друку.

У новому процесі друку замість чистих металів у вигляді порошку процес проводиться в об'ємі, заповненому спеціальним гідрогелем. Цей матеріал є основою з гнучких полімерних ланцюжків, проміжки між якими заповнені водою. Тільки в даному випадку ця вода містить ще високу концентрацію солей металу, з якого і складатиметься кінцевий об'єкт, що друкується.

Далі все відбувається як за звичайного методу лазерного друку пластиком. Світло ультрафіолетових лазерів, сфокусованих у заданій точці, викликає полімеризацію, полімерні молекули в цій точці зв'язуються один з одним і набувають жорсткості. Так, послідовно обробляючи лазером гідрогель шар за шаром, формується структура майбутнього об'єкта.

Після цього оброблений лазером матеріал піддається термічній обробці при температурі від 700 до 1100 градусів залежно від матеріалу друку. Температура обрана так, щоб вона була трохи нижче точки плавлення металу або сплаву, що використовується, при цьому, гідрогель починає вигоряти, і в місцях його полімеризації формуються нитки з частинок металу, які сплавляються один з одним. Більш того, процес випалювання гідрогелю реалізований так, що метал з неполімеризованих областей осідає на металевих ланцюжках, що вже утворилися, зміцнюючи і ущільнюючи їх таким чином.

Використовуючи такий спосіб, каліфорнійські дослідники надрукували різні об'єкти з чистої міді, нікелю, срібла та сплавів кількох типів як демонстрацію можливостей нової технології. І зараз спеціальний відділ Каліфорнійського технологічного інституту вже зареєстрував компанію під назвою 3D Architech, яка візьметься за патентування, подальше вдосконалення, комерціалізацію та ліцензування нової технології тривимірного друку.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт