شبكة محلية من الغرسات تستخدم جسمك كأسلاك توصيل

ابتكر باحثون في معهد جورجيا للتكنولوجيا نظام شبكات رائدًا يسمى SWANS (نظام الشبكات الذكي المستقل اللاسلكي) يستخدم أنسجة جسم الإنسان لنقل الإشارات الكهربائية بين الغرسات الطبية. على عكس الطرق التقليدية التي تعتمد على موجات الراديو أو البلوتوث، والتي تعاني من ضعف كبير في الإشارة واستهلاك عالٍ للطاقة، يحاكي هذا النهج الجديد الجهاز العصبي للجسم باستخدام التوصيل الأيوني. من خلال الاستفادة من الموصلية الطبيعية لأنسجة الإنسان، يسمح النظام بالتواصل السلس بين مختلف الأجهزة المزروعة، مما قد يحدث ثورة في كيفية إدارة الحالات الصحية المزمنة من خلال التكنولوجيا الطبية المترابطة.

يركز التصميم التقني لـ SWANS على محور قابل للارتداء يصدر نبضات جهد، يتم استقبالها بعد ذلك بواسطة غرسات صغيرة يمكن حقنها بالحقنة. وفقًا للمهندس الرئيسي أليكس أبرامسون، فإن هذه الطريقة أكثر كفاءة بكثير من البلوتوث، حيث تزيد من عمر البطارية بأكثر من 15 ضعفًا. يعمل النظام عن طريق إنشاء مجال كهربائي قصير ينتشر عبر الجسم؛ وتتم برمجة الغرسات الفردية للاستجابة فقط لعتبات نبض محددة، مما يضمن أن الجهاز المقصود فقط هو الذي يتفاعل. تشبه هذه الآلية شخصًا في غرفة مزدحمة لا يستجيب إلا عند مناداته باسمه، مما يسمح بالتحكم الدقيق داخل شبكة معقدة من المستشعرات والمشغلات الداخلية.

إن فكرة استخدام الجسم كوسيط اتصال ليست جديدة تمامًا، كما يظهر في المنتجات المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء مثل Abilify MyCite، والتي تستخدم التوصيل الأيوني لتأكيد ابتلاع الحبوب. ومع ذلك، كانت الأنظمة السابقة تقتصر إلى حد كبير على روابط بسيطة من نقطة إلى نقطة. لقد طور فريق جورجيا للتكنولوجيا هذا المجال بشكل كبير من خلال إنشاء شبكة قابلة للتوسع ومتعددة الأجهزة. توضح أبحاثهم، المنشورة في مجلة Science، أن هذه التكنولوجيا يمكن أن تعمل عبر أنواع أنسجة متنوعة، بما في ذلك الدهون والعضلات والعظام، متغلبة بفعالية على الحواجز المادية التي أعاقت تاريخيًا تطوير أنظمة علاجية معقدة ومتعددة الغرسات.

حققت الاختبارات العملية نتائج مبهرة، حيث نجح الفريق في إثبات النظام في صدور الدجاج، وبطون لحم الخنزير، والجرذان الحية. في تجربة بارزة، أدت المستشعرات الموجودة على الطرف الأمامي للجرذ إلى إطلاق إشارة تسببت في ارتعاش مماثل في الساق الخلفية، مما أثبت قدرة النظام على التنسيق المعقد في الوقت الفعلي. علاوة على ذلك، أشار الباحثون إلى أن النبضات الكهربائية المستخدمة تقع ضمن حدود الأمان التي وضعتها أجهزة تنظيم ضربات القلب ومحفزات الأعصاب الحالية. حتى بعد شهرين من الاختبار، لم تظهر الغرسات أي آثار ضارة كبيرة، مثل الأنسجة الندبية المفرطة أو تلف الأعصاب المحيطة أو وظائف القلب.

بالنظر إلى المستقبل، فإن التطبيقات المحتملة لـ SWANS واسعة، خاصة في دمج تحفيز الأعصاب وتوصيل الأدوية. حاليًا، غالبًا ما تعمل هذه العلاجات بشكل منفصل، لكن SWANS يمكن أن تتيح شبكة موحدة حيث تستجيب مضخة الدواء ديناميكيًا للبيانات الواردة من محفز الأعصاب. على الرغم من أن النظام غير مصمم لنقل البيانات ذات النطاق الترددي العالي، فإن قدرته على تمرير معلومات صحية مهمة بين أجزاء الجسم تجعله مرشحًا مثاليًا لمنصات علاجية مستقبلية. مع تحرك الفريق نحو دراسات حيوانية أكبر وفي النهاية تجارب بشرية، يبدو احتمال وجود شبكة علاجية متكاملة تمامًا على مستوى الجسم أمرًا ممكنًا بشكل متزايد.