Мышцы с радиоуправлением

   На состоявшейся в Сан-Франциско конференции "International Solid-State Circuits Conference" были представлены два образца биочипов, которые, возможно, в будущем помогут вернуться к нормальной жизни людям со зрительными и двигательными ограничениями.

   Первый биочип был предложен Джеффри фон Арксом (Jeffrey A. Von Arx) из Университета Мичигана: система электрической нейростимуляции под названием Finess способна приводить в движение парализованные мышцы. Вторая разработка была представлена Марком Клементсом (Mark Clements) из Университета Северной Каролины. Искусственный стимулятор нервных окончаний в радужной оболочке глаза был создан им совместно с институтом Wilmer Eye Institute of Johns Hopkins University. Несмотря на разное назначение, оба биочипа имеют много общего и в первую очередь то, что связь между передатчиком и приемником управляющих сигналов осуществляется: по радиоканалу. Причем оба биочипа не имеют собственного источника питания и работают исключительно за счет принимаемого радиоизлучения.

   Нейростимулятор Finess управляется с помощью радиопередатчика, который должен носить с собой пациент. Сам стимулятор-имплантант, являющийся приемником, представляет собой кремниево-резиновый манжет, охватывающий нерв. Внутри находится чип размером 2х8,7 мм, выполненный по 3-мкм BiCMOS-технологии. Роль миниатюрной антенны играет тонкая спираль, обвивающая чип семнадцать раз. Исследования фон Аркса показали, что оптимальной для передачи управляющих сигналов является частота 4 ГГц, при этом потребляемая мощность имплантированного чипа составляет всего 12 мВт, из которых 8 мВт расходуется на иннервацию, а 2 мВт - на работу самой микросхемы (оставшееся - потери).

   Клементсу же удалось создать искусственную сетчатку в виде матрицы размером 5х5 из электродов (в будущем исследователь надеется довести размер до 40х40), "подключаемых" к нервным окончаниям зрительных нервов. В качестве источника и передатчика изображения используется миниатюрная камера с параметрами "четверть VGA", выполненная на одной микросхеме и смонтированная в стеклянном глазе. Она передает изображение на имплантированный нейростимулятор. Последний есть не что иное, как чип размером 4,5х4,7 мм, выполненный по 1,2-мкм CMOS-технологии. Кстати, сам приемник программируется в зависимости от текущих потребностей пациента. "Одно дело - когда пациент хочет прочитать газету, другое - когда ему надо пройтись по улице", - поясняет изобретатель. Для минимально приемлемого изображения необходимой скоростью передачи является 30 кбит/с. При этом используется несущая частота 1-10 МГц. Поиск оптимального значения параметров радиопередачи требует проведения дальнейших экспериментов.