Es ist nicht bekannt, ob wir die Entstehung von Cyborgs erleben werden, aber unsere Kinder werden es wahrscheinlich sein. Wissenschaftler erstellen wissentlich immer detailliertere Gehirnkarten, es ist Zeit, sie mehr als eine diagnostische Anwendung zu finden.
Es gibt bereits Nanoelektronik, die wie echte Neuronen aussieht, sich bewegt und funktioniert. Experten sagen, dass solche Implantate, die im Gehirn versteckt sind, die beste Behandlung für Alzheimer, PTBS oder sogar eine Verbesserung der kognitiven Leistung bieten.
In einem in der Zeitschrift Nature Biotechnology veröffentlichten Artikel argumentieren Sean Patel, Professor an der Harvard Medical School und am Massachusetts General Hospital, und Charles Lieber, Professor an der Joshua University, und Beth Friedman, dass die Neurotechnologie kurz vor einem großen Durchbruch steht. Wissenschaftler haben lange Zeit Disziplinen kombiniert, um Probleme zu lösen, die über ein einziges Gebiet hinausgehen. Und jetzt sind die Früchte reif.
"Die nächste Grenze ist die Verschmelzung von menschlichem Wissen mit Maschinen", sagt Patel.
Die Kontrolle der elektrischen Aktivität im Gehirn selbst ist nichts Neues. Seit Jahrzehnten verwenden Ärzte Elektroden, die in das Gehirn implantiert sind, um das Zittern bei Patienten mit Parkinson-Krankheit zu lindern.
Während der Implantation sind Parkinson-Patienten wach, sodass Chirurgen die elektrischen Impulse kalibrieren können. "Sie können beobachten, wie die Person die Kontrolle über ihre Gliedmaßen wiedererlangt, ohne den Ort zu verlassen", bewundert Patel. "Es überrascht mich."
Moderne Sensoren sind jedoch aufgrund ihrer Größe und Inflexibilität begrenzt. „Das Gehirn ist weich und die Implantate sind hart“, fährt Patel fort. „Außerdem sieht jede Elektrode wie ein Bleistift aus. Er ist groß.
Große Elektroden wirken manchmal, wenn nicht wie ein Elefant in einem Porzellanladen, dann definitiv wie ein Bär. Sie stimulieren mehr Bereiche als beabsichtigt und verursachen manchmal schwerwiegende Nebenwirkungen wie Sprachstörungen.
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Darüber hinaus nimmt das Immunsystem des Gehirns im Laufe der Zeit starre Implantate als Fremdkörper wahr: Die Gliazellen des Gehirns absorbieren einen potenziellen Eindringling, verdrängen oder töten sogar native Neuronen und verringern die Fähigkeit des Geräts, die Behandlung zu unterstützen.
Aber vor ungefähr vier Jahren, als Sean Patel die ultra-flexiblen Alternativen von Charles M. Lieber entdeckte und erkannte: "Dies ist die Zukunft der Schnittstellen zwischen Gehirn und Maschine!"
Die Netzelektronik von Lieber ist so dimensioniert, dass sie mit Gehirnneuronen übereinstimmt, und hat aufgrund ihrer zellulären und subzellulären Eigenschaften und der Biegesteifigkeit des Gehirns fast keine Immunantwort.
In enger langfristiger Nähe zu lebenden Neuronen können solche Implantate sehr genaue Informationen über neuronale Interaktionen während Gesundheit und Krankheit sammeln und eine Kommunikationskarte des Gehirns auf zellulärer Ebene erstellen.
Die Netzelektronik kann angepasst werden, um jede neurologische Störung zu behandeln. Wissenschaftler haben bereits gezeigt, wie solche Implantate neugeborene Neuronen in Bereiche führen, die durch einen Schlaganfall beschädigt wurden.
"Das Potenzial ist absolut hervorragend", sagt Patel. "Ich sehe Aussichten auf dem Niveau dessen, was einst mit dem Transistor oder der Telekommunikation begann."
Adaptive Elektroden können eine unglaublich präzise Kontrolle über Prothesen oder sogar gelähmte Gliedmaßen ermöglichen. Sie können als neuronale Substitute fungieren und beschädigte neuronale Schaltkreise mithilfe von Neurofeedback reparieren.
