Kalp pilleri, insülin pompaları, nörostimülatörler gibi implantların çoğu yalnız çalışıyor. Georgia Tech'teki bir ekip, birçoğunun radyo yerine doğrudan vücut üzerinden elektrik sinyali göndererek koordine olmasını sağlayan bir ağlama şeması geliştirdi.
NEDEN RADYO DEĞİL. Ortak yazar Alex Abramson'a göre Bluetooth Low Energy ve NFC doku içinde kötü çalışıyor. Bluetooth bileşenleri etkinken bir implantın pil ömrünü yüzde 90'a kadar düşürebiliyor ve radyo sinyalleri ciddi biçimde zayıflıyor: implantlar arası iletişim yaklaşık bir santimetreden sonra sorun çıkarıyor. Antenler ayrıca boyut dayatıyor — ticari Bluetooth parçaları en az beş milimetre genişlikte cihaz gerektirirken, üç milimetreden ince implantlar ameliyatsız olarak şırıngayla enjekte edilebiliyor.
SWANS NASIL ÇALIŞIYOR. Science dergisinde tanımlanan sistem, vücudun kendi sinyalleşmesini ödünç alıyor: nöronların kullandığı mekanizma olan iyonik iletim. Sensör verisi okuyan, karar algoritmaları çalıştıran ve 12 volta kadar darbe üreten esnek bir devre kartı olan giyilebilir bir merkez, paslanmaz çelik mikro iğnelerden oluşan bir yamayı sürüyor; bu yama darbeleri derinin az iletken dış katmanını aşarak vücuda veriyor. Şırıngayla enjekte edilebilen implantların her biri iki alıcı ped, bir transistör anahtarı, bir pil ve bir sensör ya da sinir uyarıcısı gibi bir aktüatör taşıyor. Tüm zekâ, daha fazla alanı ve pili olan giyilebilir birimde; implantlar küçük ve büyük ölçüde pasif kalıyor, dinlerken neredeyse hiç güç çekmiyor — Bluetooth veya NFC'ye kıyasla 15 kat daha az.
İŞİN PÜF NOKTASI ADRESLEME. Gerilim darbesi her yöne yayıldığı için seçicilik eşik ayarından geliyor: her implantın transistörü yalnızca darbe belirli bir güç ve süre bileşimini aştığında açılıyor. Transistörün önüne eklenen bir direnç gereken voltajı yükseltiyor; bir kondansatör ise darbenin önce onu dolduracak kadar uzun sürmesini gerektiriyor. Yazarlar makalede eşiklerin her vücut ve her implant yerleşimi için ayrı ayarlanması gerektiğini kabul ediyor.
TESTLER NE GÖSTERDİ. Derisi ve kemiği üzerinde olan domuz karnında tek bir 10 voltluk darbe, doku boyunca 30 santimetreden fazla ve 14 santimetre derinliğe kadar tespit edilebilir bir gerilim gradyanı oluşturdu — Bluetooth veya NFC'nin kapsama alanının on katından fazlası. Canlı sıçanlarda sinyaller deri altındaki, karın boşluğundaki ve midedeki implantlara ulaştı; mideye konan merkez, sırttaki bir implantı harekete geçirdi. En gelişmiş deneyde sıçanların ön bacaklarına gerinim sensörleri yerleştirildi: bir uzvun hareketi, ilgili arka bacak implantına ulaşan uzva özel bir darbe tetikledi, siyatik siniri uyardı ve o bacağı seğirtti. Bir aktarma implantı, yalnızca sıcaklık sensörü 40 °C'nin üzerinde ateş ölçtüğünde ikinci bir implanta sinyal gönderdi.
SINIRLAR VE GÜVENLİK. SWANS tasarım gereği az veri taşıyor; akışlar değil, sıcaklık okuması gibi kilit değerler için düşünülmüş. Büyük hayvanlarda veya insanlarda test edilmedi, ancak ekip ön büyük hayvan çalışmalarının umut verici göründüğünü söylüyor. İki aylık sıçan çalışmasında bir milimetreye kadar skar dokusu oluştu; araştırmacılar bunu güvenli sınırlar içinde voltajı artırarak aştı. Darbeler hedeflenmeyen sinirleri uyarmadı, kalbin elektriksel aktivitesini değiştirmedi ve elektriksiz implantlardan daha fazla hücre ölümü ya da oksidatif strese yol açmadı. Protokol sensöre veya aktüatöre bağımlı olmadığı için yazarlar mevcut implantlara eklenebileceğini savunuyor — örneğin bugün tamamen ayrı cihazlarla yönetilen epilepsi gibi durumlar için bir ilaç pompasını bir nörostimülatöre bağlamak gibi.
