Wyobraź sobie bioniczną rękę, która łączy się bezpośrednio z układem nerwowym: mózg kontroluje swoje ruchy, a użytkownik czuje nacisk i ciepło za pomocą mechanicznej kończyny. Nawiasem mówiąc, ostrzega nas, że wraz z rozwojem czujników fotonicznych takie fantazje staną się rzeczywistością.
Istniejące interfejsy neuronowe są oparte na elektronice i metalowych komponentach, które organizm może odrzucić. Dlatego Mark Christensen z Southern Methodist University w Dallas (USA) wraz z kolegami tworzą czujniki z włókien optycznych i polimerów, które mają mniejsze prawdopodobieństwo wywołania odpowiedzi immunologicznej, a także nie podlegają korozji.
Czujniki są na etapie prototypu i jak na razie są zbyt duże, aby można je było wszczepić do organizmu.
Czujniki to kulki polimerowe. Każda kula wyposażona jest w światłowód, który emituje wiązkę światła. Przepływa wewnątrz przetwornika w sprytny sposób, który nazywa się „whispering gallery mode” (tryb whispering gallery) na cześć sali o tej samej nazwie w londyńskiej katedrze św. Pawła, gdzie dźwięk przemieszcza się dalej niż zwykle, ponieważ jest odbite od wklęsłej ściany.
Idea urządzenia jest następująca: pole elektryczne związane z impulsem nerwowym wpływa na kształt kuli, która z kolei zmienia rezonans światła na powłoce wewnętrznej, czyli nerw faktycznie staje się częścią obwód fotoniczny. Zmiana w rezonansie światła rozchodzącego się w światłowodzie sygnalizuje manipulatorowi, że np. mózg chce poruszyć palcem. Sprzężenie zwrotne jest przypisywane promieniowaniu podczerwonemu, które działa bezpośrednio na nerw. Światło kierowane jest przez odbłyśnik umieszczony na końcu światłowodu.
Hipotetycznie urządzenie przyda się nie tylko osobom, które utraciły kończyny, ale także pacjentom z uszkodzeniami rdzenia kręgowego: czujniki i światłowody pomogą ominąć obszar nieoperacyjny. Ale przed wszczepieniem czujników musisz dowiedzieć się, gdzie znajdują się niezbędne zakończenia nerwowe: na przykład chirurg zasugeruje pacjentowi, aby spróbował podnieść brakujące ramię.
Naukowcy planują zademonstrować wykonalny prototyp na przykładzie kota lub psa w ciągu najbliższych kilku lat. Ale najpierw trzeba będzie zmniejszyć rozmiar czujnika z kilkuset do 50 mikronów. Projekt o wartości 5,6 miliona dolarów jest finansowany przez Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych (DARPA) Departamentu Obrony USA.
