Forestil dig en bionisk hånd, der forbinder direkte til nervesystemet: hjernen styrer dens bevægelser, og bæreren føler tryk og varme med et mekanisk lem. Vi bliver i øvrigt advaret om, at med udviklingen af fotoniske sensorer er sådanne fantasier ved at blive til virkelighed.
Eksisterende neurale grænseflader er baseret på elektronik og metalkomponenter, som kroppen kan afvise. Derfor skaber Mark Christensen fra Southern Methodist University i Dallas (USA) og hans kolleger sensorer fra optiske fibre og polymerer, som er mindre tilbøjelige til at forårsage et immunrespons og heller ikke er udsat for korrosion.
Sensorerne er på prototypestadiet, og indtil videre er de desværre for store til at blive implanteret i kroppen.
Sensorerne er polymerkugler. Hver kugle er udstyret med en optisk fiber, der udsender en lysstråle. Det flyder inde i transduceren på en snedig måde, som kaldes "whispering gallery mode" (whispering gallery mode) til ære for rummet med samme navn i Londons St. Paul's Cathedral, hvor lyden bevæger sig længere end normalt, fordi det er reflekteret fra en konkav væg.
Idéen med enheden er som følger: det elektriske felt, der er forbundet med nerveimpulsen, påvirker kuglens form, hvilket igen ændrer lysets resonans på den indre skal, det vil sige, at nerven faktisk bliver en del af det fotoniske kredsløb. Ændringen i lysets resonans, der formerer sig gennem de optiske fibersignaler til manipulatoren, som hjernen for eksempel ønsker at flytte en finger. Feedback tildeles infrarød stråling, som virker direkte på nerven. Lyset ledes af en reflektor placeret for enden af fiberen.
Hypotetisk vil enheden være nyttig ikke kun for dem, der har mistet lemmer, men også for patienter med rygmarvslæsioner: sensorer og fiberoptik hjælper med at omgå det inoperative område. Men før du implanterer sensorerne, skal du finde ud af, hvor de nødvendige nerveender er placeret: for eksempel vil kirurgen foreslå patienten at forsøge at løfte den manglende arm.
Forskere planlægger at demonstrere en brugbar prototype ved hjælp af en kat eller hunds eksempel i de næste par år. Men først skal sensorens størrelse reduceres fra et par hundrede til 50 mikron. $ 5,6 millioner projektet er finansieret af Advanced Research Projects Agency (DARPA) fra det amerikanske forsvarsministerium.
