Электроника питается от уха

23.11.2012

Впервые ученым удалось обеспечить питание имплантированного электронного устройства от естественной батарейки - с помощью электрического потенциала в глубине внутреннего уха. Глубоко во внутреннем ухе млекопитающих скрывается камера, заполненная ионами, которая производит электрический потенциал для управления сигналами нейронов. В недавнем выпуске журнала Nature группа исследователей из Массачусетского технологического института и Гарварда впервые показала, что эта естественная батарейка действительно может служить для питания электронного устройства.

Устройство может контролировать биологическую активность в слуховом аппарате людей с нарушениями слуха или равновесия. Потенциально, зная напряжения при различных болезненных состояниях, можно разработать новые, эффективные диагностические алгоритмы. В экспериментах исследователи имплантировали электроды в "биологические батарейки" в ушах морских свинок. К электродам прикреплялись маломощные электронные устройства. Слух свинок не пострадал после имплантации, а устройства смогли передавать данные о химических условиях в ухе на внешний приемник.

"В прошлом люди считали, что место, где находится высокий потенциал, недоступно для имплантируемых устройств, и любое вмешательство туда очень опасно. В течение 60 лет мы знали о том, что такая батарейка существует, но никто даже не пытался использовать ее для питания полезной электроники", - говорит Константин Станкович, отохирург.

Ухо преобразует механическую силу - вибрации барабанной перепонки - в электрохимические сигналы, которые потом обрабатываются мозгом. Расположенный в части уха, называемой улиткой, батарейный отсек разделен мембраной, некоторые из клеток которой умеют перекачивать ионы. Дисбаланс ионов натрия и калия на разных сторонах мембраны создает электрическое напряжение. Хотя это напряжение является самым высоким в организме, оно все-таки очень небольшое. Для его использования необходимо работать с крайне маломощными электронными чипами. Для этого схема управления чипом должна быть крайне упрощенной, что и реализовали исследователи. Правда, в эксперименте сам чип все еще размещался за пределами уха морской свинки - вживляли только электроды по обе стороны мембраны - но размер устройства уже достаточно мал и позволяет разместить его прямо в ухе.

<< Назад: Любой материал превращается в стекло 24.11.2012

>> Вперед: Стволовые клетки из пробирки 23.11.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Облака предсказывают землетрясение 27.10.2008 Китайские геофизики, изучив спутниковые фотографии Земли за много лет, утверждают, что крупные, долго держащиеся разрывы в облаках могут быть предвестниками землетрясения. В декабре 2004 года над южной частью Ирана несколько часов наблюдался разрыв в облаках, тянувшийся на сотни километров. Он оставался на одном месте, хотя облака вокруг него двигались. Просвет совпадал с известным здесь геологическим разломом. Одновременно снимки в инфракрасной области показали, что грунт в этом месте имеет более высокую температуру, чем обычно. Через 69 дней произошло землетрясение магнитудой 6,4 балла. В декабре 2005 года там опять наблюдался разрыв облачности. Через 64 дня произошло землетрясение магнитудой 6 баллов. Авторы исследования предполагают, что из грунта перед землетрясением выделяются какие-то газы, мешающие конденсации воды в атмосфере. По другой версии, виноват пьезоэлектрический эффект, возникающий в горных породах при сильном сжатии. Облака разгоняются электрическим зарядом земной поверхности. Впрочем, скептики указывают, что двух таких случаев недостаточно для того, чтобы делать далеко идущие выводы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025