Piëzo-sensor klein genoeg voor meten individuele zenuwen

Onderzoekers van de University of California in Berkeley hebben een implanteerbaar device ontwikkeld ter grootte van een forse zandkorrel dat draadloos elektrische signalen kan meten en manipuleren. In ratten konden ze hiermee realtime zenuwsignalen aftappen, zo schrijven de onderzoekers in het tijdschrift Neuron. Ze hopen dat het ontwerp de weg opent naar allerlei nieuwe toepassingen voor het monitoren van zenuwen, organen en spieren, en eventueel tot bijsturen bij aandoeningen.

Het device, dat drie bij een bij een millimeter meet, werkt op basis van externe ultrageluidpulsen. Via een piëzo-element wordt hiermee een klein een stroompje opgewekt voor een schakeling die het voltage in de elektroden meet. Hiermee wordt vervolgens het reflectiesignaal van het piëzo-element aangepast. Door op duizend hertz steeds zes pulsen van enkele honderden nanoseconden te geven, kan de activiteit van een zenuwcel realtime gemonitord worden.

De onderzoekers probeerden aanvankelijk om dergelijke devices te ontwikkelen op basis van radiogolven, maar die bleken te veel verzwakt te worden in het lichaam. Met de ultrageluid-aanpak lukt het wel om diep in het lichaam door te dringen. Bovendien is ultrageluid goed gekend in de medische wereld. Ze denken dan ook dat de aanpak een goede basis is voor verdere ontwikkelingen. Zo willen ze het device meer biocompatibel maken, zodat het tientallen jaren mee kan.