Egy európai kutatócsoport olyan robotrendszert fejlesztett, amely mágnesek segítségével képes rendkívül vékony grafénelektródákat az agy felszínére, illetve annak mélyebb területeire eljuttatni. A MINIGRAPH projekt elsődleges célja a Parkinson-kór kezelésére alkalmas új agy-számítógép interfészek létrehozása, az új beültetési eljárást pedig már laboratóriumban és egy nagytestű állatmodellben is kipróbálták. A The Next Web beszámolója szerint a robotikai rendszert a Nanoflex Robotics és az ETH Zürich fejlesztette. A módszer távolról vezérelt mágneses navigációt használ: egy mágneses hordozó mozgatja az ultravékony implantátumot, miközben a robot röntgenképalkotás segítségével vezeti azt a megfelelő helyre. Nemcsak egyenes, hanem ívelt pályán is képes haladni, ami az agy nehezebben hozzáférhető részeinek elérésénél lehet különösen fontos.
A fejlesztők szerint a rendszer milliméter alatti pontosságot ért el. Ez azért lényeges, mert a jelenlegi agyi implantátumok beültetése rendkívül precíz idegsebészeti beavatkozást igényel, az új megoldással viszont idővel gyorsabban és jobban megismételhető módon lehetne elhelyezni az elektródákat. Fontos megjegyezni, hogy ez egyelőre nem több kutatási eredménynél, hiszen a robotikus beültetést embereken még nem tesztelték.
Maga az implantátum is eltér a jelenleg elterjedt megoldásoktól. A fémalapú elektródák helyett az INBRAIN Neuroelectronics grafént használ, vagyis egyetlen atom vastagságú szénrétegre épülő anyagot. Az így készült elektródák rendkívül vékonyak és hajlékonyak, ezért jobban követhetik az agyszövet formáját. A vállalat saját technológiai leírása szerint egy ujjbegynél kisebb felületre akár 1024 elektróda kerülhet, amelyekkel az idegi aktivitás rögzítése mellett elektromos stimulációt is lehet végezni.
A MINIGRAPH keretében gyorsított öregedési vizsgálatokat is végeztek, amelyek az INBRAIN közlése szerint több mint tízéves várható stabilitást támasztanak alá - ez értelemszerűen nem tíz évnyi tényleges emberi használat eredménye, hanem laboratóriumi teszteken alapuló becslés. Emellett sejtes és molekuláris toxicitási, valamint biokompatibilitási vizsgálatokkal is ellenőrizték a grafén alkalmazhatóságát.
A rendszer célja hosszabb távon nem pusztán az agyi jelek kiolvasása. A kutatók olyan zárt hurkú, vagyis closed-loop terápiát szeretnének létrehozni, amely folyamatosan figyeli az idegi aktivitást, értelmezi a jeleket, majd szükség esetén automatikusan elektromos stimulációval avatkozik be. Parkinson-kórnál már ma is alkalmaznak mélyagyi stimulációt, a MINIGRAPH elképzelése szerint azonban a kezelés sokkal pontosabban és az adott beteg aktuális állapotához igazodva működhetne. A fejlesztés során ehhez olyan kompakt elektronikát is készítettek, amely egyszerre több száz agyi pontról érkező jelet képes feldolgozni, miközben a stimuláció vezérlésére is alkalmas. A grafénelektródákat, az elektronikát és a vezérlőszoftvert végül egy integrált prototípusban egyesítették, amelyet szintén állatmodellben vizsgáltak.
Az Európai Innovációs Tanács által támogatott projekt 2022 októberében indult és 2026 júniusában zárult le. Az Európai Bizottság CORDIS adatbázisa szerint a teljes uniós hozzájárulás mintegy 4,43 millió euró volt. A konzorciumot a Katalán Nanotudományi és Nanotechnológiai Intézet koordinálta, az INBRAIN mellett pedig többek között az imec, a Fraunhofer, a Leideni Egyetemi Orvosi Központ és az Olomouci Palacký Egyetem kutatói is részt vettek a munkában.
A grafénalapú agyi interfészek emberi alkalmazása ugyanakkor már nem kizárólag távoli cél. Az INBRAIN egy külön klinikai programban embereken is vizsgálja saját technológiáját, ez azonban nem azonos a most bemutatott mágnesesen irányított robotikus beültetéssel. Az egész terület gyorsan fejlődik, a Neuralink egyik páciense például már elképzelt szavakat is képes beszéddé alakítani egy agyimplantátum és AI segítségével.
