Il sistema bioelettronico trasmette segnali attraverso i tessuti / Bioelectronic system transmits signals via tissue

Il sistema bioelettronico trasmette segnali attraverso i tessuti / Bioelectronic system transmits signals via tissue

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Il sistema di rete wireless utilizza dispositivi impiantabili abbastanza piccoli da poter essere iniettati tramite siringa  / The wireless networking system uses implantable devices small enough to be implanted via syringe -

Alcuni ricercatori negli Stati Uniti hanno sviluppato una piattaforma che utilizza i tessuti corporei per trasmettere segnali tra dispositivi bioelettronici e dispositivi indossabili.

Conosciuta come SWANS (Smart Wireless Autonomous Networking System), questa tecnologia è stata creata da ingegneri del Georgia Tech, ispirati dalla segnalazione ionica del sistema nervoso. Permette a minuscoli attuatori e sensori di attivare azioni, con singoli nodi che generano campi elettrici che attivano selettivamente altri dispositivi quando ricevono impulsi. Come descritto sulla rivista Science, la rete wireless potrebbe essere utilizzata per fornire una risposta terapeutica, con un sensore in una parte del corpo che innesca un'azione in un'altra parte.    

"Con il nostro sistema, ora è possibile posizionare i sensori nel punto migliore per rilevare un segnale biologico e gli attuatori nel punto migliore per eseguire un'azione terapeutica", ha affermato l'autore senior Alex Abramson, professore assistente presso la Scuola di Ingegneria Chimica e Biomolecolare del Georgia Tech.

“Non hanno bisogno di essere collegati, allineati o persino vicini l'uno all'altro; possono semplicemente inviarsi segnali a vicenda attraverso il tessuto circostante.”

Secondo i ricercatori, gli impianti possono essere piccoli appena 3 mm e sono costituiti da componenti elettronici passivi che non consumano praticamente energia in modalità "ascolto", ma possono attivarsi istantaneamente per eseguire un'azione. Hanno calcolato che un minuscolo attuatore attivato una volta al giorno dovrebbe durare circa un anno prima di dover essere sostituito.  

Durante i test, il gruppo del Georgia Tech ha impiantato una rete bioelettronica di sensori e interfacce neurali in un ratto, dimostrando il controllo motorio di entrambi gli arti. I sensori rilevavano il movimento della zampa anteriore del ratto ed attivavano autonomamente un altro nodo per stimolare il muscolo della zampa posteriore, simulando il naturale schema di deambulazione dell'animale.

"Con il nostro nuovo sistema, ora è possibile coordinare più sensori ed attuatori in punti completamente diversi del corpo, il che rappresenta un enorme passo avanti nella ricerca della medicina bioelettronica personalizzata", ha affermato Abramson.

"La nostra speranza ultima è quella di poter automatizzare completamente la salute umana, ovvero di poter somministrare una terapia esattamente quando è necessaria, dove è necessaria ed in modo coordinato in tutto il corpo."

ENGLISH

Researchers in the US have developed a platform that uses body tissue to communicate signals between bioelectronic and wearable devices.

Known as SWANS (Smart Wireless Autonomous Networking System), the technology was created by engineers at Georgia Tech, who were inspired by the ionic signalling of the nervous system. It allows tiny actuators and sensors to trigger actions, with individual nodes generating electric fields that selectively activate other devices when receiving pulses. Described in the journal Science, the wireless network could be used to deliver a therapeutic response, with a sensor in one part of the body triggering action in another part.    

“With our system, you can now place sensors in the best possible place to detect a biological signal and place actuators in the best possible place to perform a therapeutic action,” said senior author Alex Abramson, an assistant professor at Georgia Tech’s School of Chemical and Biomolecular Engineering.

“They don't need to be connected, aligned, or even near each other; they can just send signals to each other through the surrounding tissue.”

According to the researchers, implants can be as small as 3mm and are made of passive electronic components that use virtually no power while in ‘listening’ mode, but can wake to perform an action instantly. They calculated that a tiny actuator triggered once per day should last for about a year before needing to be replaced.  

During testing, the Georgia Tech team implanted a bioelectronic network of sensors and neural interfaces in a rat and demonstrated dual-limb motor control. Sensors detected when the rat’s front paw moved and autonomously triggered another node to stimulate the muscle in the hind leg, simulating the animal’s natural walking pattern.

“With our new system, you can now coordinate multiple sensors and actuators in completely disparate locations of the body, which is a huge step forward in the quest for personalised bioelectronic medicine,” said Abramson.

“Our ultimate hope is to be able to fully automate human health - to be able to deliver a therapy exactly when it's needed, where it's needed, and to do so in a coordinated fashion across the body.”

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/bioelectronic-system-transmits-signals-via-tissue?rcip=giuseppecotellessa%40libero.it&utm_campaign=Daily%20Bulletin%20-280926%20-%20Monday&utm_content=&utm_term=https%3A%2F%2Fwww.theengineer.co.uk%2Fcontent%2Fnews%2Fbioelectronic-system-transmits-signals-via-tissue&utm_medium=email&utm_source=The%20Engineer