Iskorištavanjem načina na koji neuroni rade koristeći električne signale, elektronika može komunicirati s mozgovima i živcima kako bi analizirala njihovu aktivnost ili liječila ozljede i poremećaje. Međutim, tjelesna tkiva su uglavnom mekana i fleksibilna, dok su bioelektronički implantati obično tvrdi i kruti, a ova neusklađenost može ozlijediti tijelo i oštetiti uređaje.

No, bioelektronika se može proizvesti izravno u mozgovima živih životinja ubrizgavanjem koktela molekula koje se mogu transformirati u elektro vodljivi gel, otkriva studija u časopisu Science. Znanstvenici Sveučilišta Linköping uspjeli su naime uzgojiti bioelektroniku u pijavicama i ribama zebricama. Dugoročno gledano, sposobnost pretvaranja bilo kojeg živog tkiva u elektroničku materiju mogla bi omogućiti proizvodnju mikročipova u živim organizmima, kažu istraživači.

U eksperimentima su znanstvenici stvorili gel elektrode u mozgu, srcu i repnim perajama živih zebrica bez znakova oštećenja tkiva. Uz to, pokazali su da električni vodljivi gel može povezati živce u pijavicama s elektrodama na sićušnoj fleksibilnoj sondi. Štoviše, mogli su uzgojiti te elektrode u kravljim, svinjskim i kokošjim mišićima.

Švedski istraživači još su 2015. napravili prve elektronske ruže; poslije su izrađeni i funkcionalni tranzistori i kondenzatori u živim biljkama, a sve ide prema tome da se nešto slično postigne i na modelima sisavaca. 

Pretvaranje zraka u energiju

Australski istraživači otkrili su enzim koji može pretvoriti zrak u energiju. Studija, objavljena u časopisu Nature, pokazuje da enzim koristi male količine vodika u zraku za stvaranje električne struje. Ovo otkriće Sveučilišta Monash u Melbourneu otvara put razvoju uređaja koji mogu doslovno generirati energiju iz zraka.

Istraživači su ekstrahirali enzim odgovoran za korištenje atmosferskog vodika iz bakterije Mycobacterium smegmatis i pokazali da ovaj enzim, nazvan Huc, pretvara vodikov plin u električnu struju. Huc je pritom i izvanredno učinkovit. Za razliku od svih drugih poznatih enzima i kemijskih katalizatora, on čak troši vodik ispod atmosferske razine – samo 0,00005% zraka koji udišemo.

Supravodič iz snova 

Mnogi materijali postaju supravodiči, sposobni prenositi elektricitet bez otpora, pod uvjetom da su ohlađeni na vrlo niske temperature. Nekoliko supravodiča radi u toplijim uvjetima, ali oni moraju biti pod velikim tlakom pa su nepraktični. No sada fizičari Sveučilišta Rochester u New Yorku tvrde da su stvorili supravodič koji radi i na sobnoj temperaturi i na relativno niskom tlaku.  

Povećanjem tlaka spoj vodika, dušika i lutecija mijenja boju iz plave u ružičastu. To znači da se materijal mijenja u supravodič, u kojem struja teče bez otpora. Daljnje povećanje tlaka uzrokuje njegovu promjenu u crvenu jer gubi svojstva supravodljivosti.

Znanstvena zajednica je sumnjičava, no takav supravodič bi nas mogao uvesti u novo doba visokoučinkovitih strojeva, superosjetljivih instrumenata i revolucionarne elektronike, najavili su istraživači na sastanku Američkog fizikalnog društva i u radu koji objavljuje časopis Nature.

UI otkriva Alzheimer skeniranjem mozga

Koristeći duboko učenje, istraživači Opće bolnice u Massachusettsu (MGH) razvili su preciznu metodu otkrivanja Alzheimerove bolesti koja se oslanja na rutinski prikupljene kliničke slike mozga. UI je uvježbana na  slikama magnetske rezonancije mozga (MRI) pacijenata sa i bez Alzheimerove bolesti.

Alzheimer se obično javlja kod starijih odraslih osoba pa modeli dubokog učenja često imaju poteškoća u otkrivanju rjeđih ranih slučajeva. Istraživači su taj problem o riješili tako što su model dubokog učenja učinili "slijepim" za značajke mozga previše povezane s dobi pacijenata.

Ključni aspekt istraživanja, objavljenog u časopisu PLOS ONE, bila je činjenica da umjetna inteligencija može otkriti Alzheimerovu bolest pomoću skeniranja koja su bila vrlo različita od onih na kojima je uvježbana. 

Pametni zavoji i srčani senzori

Kemijski inženjeri sa Stanforda osmislili su pametni zavoj koji uz tijelo prianja zahvaljujući gipkom, vodljivom hidrogelu i bezbolno pada s kože kad se sušilom za kosu zagrije na nekoliko stupnjeva iznad normalne tjelesne temperature. Zavoj skuplja energiju iz radio frekvencija i prati znakove oporavka i infekcije te reagira električnom stimulacijom kako bi ubrzao ozdravljenje. 

U istom laboratoriju razvili su i srčane senzore koji se poput poštanskih markica lijepe na kucajući organ kako bi locirali fibrilaciju atrija, bežične senzore za praćenje rasta tumora i mekane, implantabilne senzore koji se bezopasno uvlače u tkivo mozga i crijeva kako bi izmjerili razine dopamina i serotonina. To bi psihijatrima moglo dati nove metrike za procjenu depresije.

Njihova samozacjeljujuća, biorazgradiva elektronička koža toliko je osjetljiva da "osjeća" korake bubamare i te signale pretvara u elektroničke impulse razumljive neuronima. Taj se pak izum koristi za izradu neinvazivnih mjerača krvnog tlaka za novorođenčad.

Uređaj koji otkriva stanice raka iz uzorka krvi

Znanstvenici s Tehnološkog sveučilišta u Sydneyu (UTS) osmislili su uređaj koji može identificirati i analizirati stanice raka iz uzoraka krvi. To je rješenje dragocjeno jer nudi alternativu invazivnim operacijama biopsije i prati napredak liječenja. Mikrofluidni uređaj sa statičkim kapljicama, nazvan "The Static Droplet Microfluidic device", identificira cirkulirajuće tumorske stanice koje su se odvojile od primarnog tumora i ušle u krvotok.

Uređaj, opisan u časopisu Biosensors and Bioelectronics, može se lako integrirati u istraživačke i kliničke laboratorije, bez oslanjanja na skupu opremu ili specijalizirano osoblje. To će pak liječnicima omogućiti jednostavnije i jeftinije dijagnosticiranje i praćenje pacijenata oboljelih od raka

Kontaktne leće koje sprečavaju sindrom suhog oka

Istraživači Terasaki instituta za biomedicinske inovacije (TIBI) osmislili su revolucionarni prototip kontaktnih leća usmjeren na borbu protiv suhog oka izazvanog kontaktnim lećama (CLIDE). Ovaj inovativni dizajn pospješuje protok suza kroz normalno treptanje oka i tako ublažava nelagodu, probleme s vidom i smanjuje rizik od upale.

Leće, opisane u časopisu Small, koriste mikrokanale kako bi se olakšalo kretanje i protok suza i tako izbjegla suhoća oka. Taj se protok može postići tlakom koji se primjenjuje uobičajenim treptanjem očiju pa nisu potrebni nikakvi vanjski uređaji.

Kalup za leće napravljen je od mješavine silikonskog polimera koji omogućuje izradu visokokvalitetnih, glatkih mikrokanala i leće koje sad mogu biti do trideset puta tanje od uobičajenih modela.

Novi uvid u traume mozga

Pomažući istraživačima u odabiru između tisuća dostupnih računalnih modela mehaničkog stresa na mozgu, umjetna inteligencija je istraživačima Stanfordovog Living Matter Laba omogućila novi uvid u traumatske ozljede mozga. To bi nam moglo pomoći da ubuduće bolje razumijemo kada i zašto potres mozga ponekad dovodi do dugotrajnog oštećenja mozga.

Novi pristup, opisan u časopisu Acta Biomaterialia, koristi umjetnu inteligenciju za otkrivanje koji od otprilike 4000 postojećih modela najbolje objašnjava ponašanje mozga. U prošlosti je odabir najboljeg modela bio slučajni proces koji je uvelike ovisio o korisničkom iskustvu i osobnim preferencijama. 

S tako poboljšanim znanjem, istraživači traume mozga mogu točnije simulirati i razumjeti odakle potječe trauma mozga. A to bi pak moglo potaknuti izradu nove zaštitne opreme ili tretmana koji potiču ozdravljenje.