Testują detektor komórek raka mózgu. "To przełom w medycynie"

Grafen został wynaleziony 20 lat temu przez naukowców z Uniwersytetu w Manchesterze, Andre Geima i Konstantina Novoselova, którzy w 2010 roku zdobyli za swoje badania Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Od tego czasu badacze różnych specjalizacji pracowali nad wykorzystaniem wyjątkowych właściwości przewodzących grafenu, aby opracować nowe czujniki elektryczne i magnetyczne oraz inne urządzenia. 

Jedno z nich jest właśnie zapowiadane jako przełom w medycynie, a mowa chipie mózgowym wielkości znaczka pocztowego, który potrafi lokalizować komórki nowotworowe w mózgu. Został on zaprojektowany i stworzony przez międzynarodowy zespół naukowców, aby umożliwić monitorowanie impulsów elektrycznych komórek na częstotliwościach, które dotychczas były niewykrywalne. 

Jego pierwszym zastosowaniem będzie odróżnianie komórek nowotworowych od zdrowych komórek, co pozwoli na precyzyjne kierowanie operacją nowotworów mózgu. Zespół badawczy stojący za urządzeniem wierzy jednak, że pomoże ono również w badaniu wielu innych schorzeń, jak udary mózgu i epilepsja, umożliwiając lepsze zrozumienie, w jaki sposób sygnały elektryczne są przekazywane przez zdrowe komórki w porównaniu do tych dotkniętych stanami patologicznymi.

Komórki mózgowe komunikują się za pomocą wymiany impulsów elektrycznych - proces ten leży u podstaw naszych myśli, zachowań i percepcji świata. Jednak monitorowanie tej komunikacji stanowi dla naukowców ogromne wyzwanie, bo "potrafimy badać pewne sygnały elektryczne emitowane przez komórki mózgowe, ale te o bardzo niskiej i bardzo wysokiej częstotliwości są trudne do wykrycia w żywym mózgu". I tu do akcji wkracza nowy grafenowy chip, który może wykrywać szeroki zakres sygnałów elektrycznych w mózgu, w tym te dotąd kłopotliwe.

W celu użycia urządzenia chirurg usuwa fragment czaszki pacjenta, a następnie umieszcza na powierzchni mózgu cienki chip zawierający tysiące styków elektrycznych. Nadajniki wysyłają sygnały elektryczne, stymulując komórki mózgu, a małe odbiorniki wychwytują ich reakcje. Jak wyjaśniają autorzy tego rozwiązania, komórki nowotworowe nie reagują na stymulację elektryczną wywołaną przez chip, w przeciwieństwie do zdrowych komórek nerwowych. Dzięki temu zespół chirurgiczny może precyzyjnie zidentyfikować neurony blisko guza i usuwać chore komórki z większą precyzją.

Zdolność chipu BCI do wykrywania bardzo wysokich i bardzo niskich częstotliwości sygnałów z komórek mózgowych jest również istotna z innych powodów. W przypadku udarów i napadów padaczkowych wiadomo, że komórki w dotkniętych obszarach mózgu wysyłają sygnały o bardzo niskiej częstotliwości, a ta technologia otwiera nowe możliwości badania, co dzieje się zaraz po wystąpieniu tych zdarzeń.