W 2004 roku Andrzej Geim i Konstantin Novoselov z Uniwersytetu w Manchesterze w Anglii dokonali przełomu, kiedy po raz pierwszy wyizolowany grafen. Grafen, płaska forma węgla zbudowana z pojedynczej warstwy atomów, jest najcieńszym znanym materiałem i jednym z najsilniejszych. Okrzyknięty cudownym materiałem, zdobył nagrodę Geima i Nowosełowa Nagroda Nobla w 2010 roku.
Dwadzieścia lat później grafen wreszcie trafia do baterii, czujników, półprzewodników, klimatyzatorów, a nawet słuchawek. A teraz jest testowany na ludzkich mózgach.
Dziś rano chirurdzy z Uniwersytetu w Manchesterze tymczasowo umieścili cienki, przypominający taśmę klejącą implant wykonany z grafenu w korze pacjenta – najbardziej zewnętrznej warstwie mózgu. Technologia ta, stworzona przez hiszpańską firmę InBrain Neuroelectronics, jest rodzajem interfejsu mózg-komputer, czyli urządzenia zbierającego i dekodującego sygnały mózgowe. InBrain jest jedną z kilku firm, w tym Neuralink Elona Muska, opracowujących BCI.
„Naszym celem jest stworzenie produktu komercyjnego, który będzie w stanie dekodować i mapować mózg i który będzie można stosować w leczeniu różnych schorzeń” – mówi Carolina Aguilar, dyrektor generalna i współzałożycielka firmy InBrain.
Mapowanie mózgu to technika stosowana w planowaniu operacji mózgu. Na przykład podczas usuwania guza mózgu chirurdzy umieszczają w mózgu elektrody w celu określenia lokalizacji funkcji motorycznych i mowy w mózgu, aby móc bezpiecznie usunąć guz bez wpływu na zdolność pacjenta do poruszania się i mówienia.
Podczas dzisiejszej operacji implant został zainstalowany na 79 minut. Pacjentka była już w trakcie operacji mózgu polegającej na usunięciu guza i wyraziła zgodę na eksperyment. W tym czasie naukowcy zaobserwowali, że urządzenie InBrain było w stanie rozróżnić zdrową tkankę mózgową od nowotworowej z precyzją w skali mikrometrowej.
Na Uniwersytecie w Manchesterze prowadzone jest pierwsze badanie InBrain na ludziach, w ramach którego urządzenie grafenowe zostanie przetestowane u maksymalnie 10 pacjentów, którzy przechodzą już operację mózgu z innych powodów. Celem badania, które jest finansowane ze środków Komisji Europejskiej Grafenowy okręt flagowy projektu, ma na celu wykazanie bezpieczeństwa grafenu w bezpośrednim kontakcie z ludzkim mózgiem.
David Coope, neurochirurg, który przeprowadził zabieg, twierdzi, że urządzenie InBrain jest bardziej elastyczne niż konwencjonalna elektroda, dzięki czemu lepiej dopasowuje się do powierzchni mózgu. „Z chirurgicznego punktu widzenia oznacza to, że prawdopodobnie możemy umieścić go w miejscach, w których trudno byłoby umieścić elektrodę” – mówi. Podstawowymi elektrodami używanymi do mapowania mózgu są dyski platynowo-irydowe osadzone w krzemie. „Są więc dość sztywne” – mówi Coope.
Natomiast urządzenie InBrain to przezroczysty arkusz umieszczony na powierzchni mózgu. Ma połowę grubości ludzkiego włosa i zawiera 48 maleńkich elektrod grafenowych dekodujących, o średnicy zaledwie 25 mikrometrów każda. Firma opracowuje drugi typ implantu, który penetruje tkankę mózgową i może zapewnić precyzyjną stymulację elektryczną.
Samo urządzenie powierzchniowe może służyć do mapowania mózgu, ale Aguilar twierdzi, że firma integruje również oba urządzenia i planuje ostatecznie przetestować je razem w leczeniu zaburzeń neurologicznych, takich jak choroba Parkinsona.
