Το 2004, ο Αντρέ Ο Geim και ο Konstantin Novoselov στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ στην Αγγλία πέτυχαν μια σημαντική ανακάλυψη όταν απομόνωσαν το γραφένιο για πρώτη φορά. Μια επίπεδη μορφή άνθρακα που αποτελείται από ένα μόνο στρώμα ατόμων, το γραφένιο είναι το λεπτότερο γνωστό υλικό – και ένα από τα ισχυρότερα. Χαιρετίστηκε ως θαυματουργό υλικό, κέρδισε στους Geim και Novoselov ένα βραβείο Νόμπελ το 2010.
Είκοσι χρόνια αργότερα, το γραφένιο κάνει επιτέλους το δρόμο του σε μπαταρίες, αισθητήρες, ημιαγωγούς, κλιματιστικά, ακόμη και ακουστικά. Και τώρα, δοκιμάζεται στον εγκέφαλο των ανθρώπων.
Σήμερα το πρωί, χειρουργοί στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ τοποθέτησαν προσωρινά ένα λεπτό εμφύτευμα που μοιάζει με κολλητική ταινία από γραφένιο στον φλοιό του ασθενούς – το πιο εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου. Κατασκευασμένη από την ισπανική εταιρεία InBrain Neuroelectronics, η τεχνολογία είναι ένας τύπος διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή, μια συσκευή που συλλέγει και αποκωδικοποιεί εγκεφαλικά σήματα. Η InBrain είναι μεταξύ πολλών εταιρειών, συμπεριλαμβανομένης της Neuralink του Elon Musk, που αναπτύσσει BCI.
«Στοχεύουμε να έχουμε ένα εμπορικό προϊόν που θα μπορεί να κάνει αποκωδικοποίηση εγκεφάλου και χαρτογράφηση εγκεφάλου και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες διαταραχές», λέει η Caroline Aguilar, Διευθύνουσα Σύμβουλος και συνιδρυτής της InBrain.
Η χαρτογράφηση του εγκεφάλου είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για να βοηθήσει στον προγραμματισμό χειρουργικών επεμβάσεων στον εγκέφαλο. Όταν αφαιρούν έναν όγκο στον εγκέφαλο, για παράδειγμα, οι χειρουργοί τοποθετούν ηλεκτρόδια στον εγκέφαλο για να προσδιορίσουν τη θέση της κινητικής και ομιλητικής λειτουργίας στον εγκέφαλο, έτσι ώστε να μπορούν να αφαιρέσουν με ασφάλεια τον όγκο χωρίς να επηρεάσουν την ικανότητα του ασθενούς να κινηθεί ή να μιλήσει.
Κατά τη σημερινή επέμβαση, το εμφύτευμα τοποθετήθηκε για 79 λεπτά. Ο ασθενής υποβαλλόταν ήδη σε εγχείρηση εγκεφάλου για την αφαίρεση όγκου και συναίνεσε στο πείραμα. Εκείνη την περίοδο, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η συσκευή InBrain ήταν σε θέση να διαφοροποιήσει τον υγιή και τον καρκινικό εγκεφαλικό ιστό με ακρίβεια μικρομέτρου.
Το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ είναι ο τόπος της πρώτης σε άνθρωπο μελέτης της InBrain, η οποία θα δοκιμάσει τη συσκευή γραφενίου σε έως και 10 ασθενείς που ήδη υποβάλλονται σε χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο για άλλους λόγους. Ο στόχος της μελέτης, η οποία χρηματοδοτείται από το έργο Graphene Flagship της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, είναι να καταδείξει την ασφάλεια του γραφενίου σε άμεση επαφή με τον ανθρώπινο εγκέφαλο.
Ο David Coope, ο νευροχειρουργός που πραγματοποίησε τη διαδικασία, λέει ότι η συσκευή InBrain είναι πιο ευέλικτη από ένα συμβατικό ηλεκτρόδιο, επιτρέποντάς της να προσαρμόζεται καλύτερα στην επιφάνεια του εγκεφάλου. «Από χειρουργική άποψη, σημαίνει ότι μπορούμε πιθανώς να το τοποθετήσουμε σε μέρη όπου θα δυσκολευόμασταν να τοποθετήσουμε ένα ηλεκτρόδιο», λέει. Τα βασικά ηλεκτρόδια που χρησιμοποιούνται για τη χαρτογράφηση του εγκεφάλου είναι δίσκοι από ιρίδιο πλατίνας σε πυρίτιο. “Έτσι είναι αρκετά άκαμπτα”, λέει ο Coope.
Αντίθετα, η συσκευή InBrain είναι ένα διαφανές φύλλο που κάθεται στην επιφάνεια του εγκεφάλου. Το μισό πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας, περιέχει 48 μικροσκοπικά αποκωδικοποιητικά ηλεκτρόδια γραφενίου, μεγέθους μόλις 25 μικρομέτρων το καθένα. Η εταιρεία αναπτύσσει έναν δεύτερο τύπο εμφυτεύματος που διεισδύει στον εγκεφαλικό ιστό και μπορεί να προσφέρει ακριβή ηλεκτρική διέγερση.
Η συσκευή επιφάνειας από μόνη της μπορεί να χρησιμοποιηθεί για χαρτογράφηση εγκεφάλου, αλλά ο Aguilar λέει ότι η εταιρεία ενσωματώνει επίσης τις δύο συσκευές και σχεδιάζει να τις δοκιμάσει τελικά μαζί ως θεραπεία για νευρολογικές διαταραχές όπως η νόσος του Parkison.
