อุปกรณ์อัลตราโซนิกขนาดเล็กแสดงความสามารถในการตรวจจับการทำงานของเส้นประสาทในหนู
อุปกรณ์ขนาดเล็กที่มีหัวใจของคริสตัลสามารถดักฟัง เว็บสล็อต ที่กล้ามเนื้อและเส้นประสาท นักวิทยาศาสตร์รายงานวันที่ 3 สิงหาคมในเซลล์ประสาท อุปกรณ์นี้เรียกว่าฝุ่นประสาท (neural dust) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ไร้สายและไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่น่าสนใจสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังมองหาวิธีที่ดีกว่าในการตรวจสอบและมีอิทธิพลต่อร่างกายและสมอง
“มีแนวโน้มอย่างแน่นอน” คาลิล นาจาฟี วิศวกรไฟฟ้าแห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนในแอนอาร์เบอร์กล่าว “พวกเขามีระบบที่ทำงานและทำงานได้ดี”
Michel Maharbiz จาก University of California, Berkeley และเพื่อนร่วมงานได้นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับฝุ่นของระบบประสาทในปี 2013 แต่กระดาษในNeuronถือเป็นครั้งแรกที่ระบบถูกนำมาใช้ในสัตว์ ฝุ่นประสาทตรวจพบกิจกรรมเมื่อนักวิจัยกระตุ้นเส้นประสาทและกล้ามเนื้อของหนูทดลอง
ไม่เหมือนกับอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ฝุ่นในสมองถูกขับเคลื่อนโดยอัลตราซาวนด์ เมื่อถูกกระแทกด้วยอัลตราซาวนด์ที่เกิดจากแหล่งภายนอกร่างกาย ผลึกพิเศษจะเริ่มสั่นสะเทือน การเคลื่อนที่เชิงกลนี้ให้พลังงานแก่ระบบ ทำให้อิเล็กโทรดสามารถรับกิจกรรมทางไฟฟ้าได้ กิจกรรมนี้สามารถเปลี่ยนสัญญาณอัลตราซาวนด์ที่เดินทางกลับไปยังแหล่งกำเนิด โดยให้การอ่านข้อมูลในลักษณะที่คล้ายกับการวัดโซนาร์
อุปกรณ์ฝุ่นประสาทอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์หลีกเลี่ยงปัญหาบางอย่างกับการปลูกถ่ายในปัจจุบัน เช่น ช่วงชีวิตที่จำกัด อุปกรณ์ที่ปลูกถ่ายได้อาจสะดุดในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรของสมอง “มันเหมือนกับการโยนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ลงไปในมหาสมุทรและต้องการให้มันทำงานเป็นเวลา 20 ปี” Maharbiz กล่าว “ในที่สุดสิ่งต่าง ๆ เริ่มเสื่อมโทรมและพังทลาย” แต่การมีอุปกรณ์ขนาดเล็กที่เรียบง่ายอาจเพิ่มอายุขัยของรากฟันเทียมได้ แม้ว่า Maharbiz และเพื่อนร่วมงานจะยังไม่ทราบว่าระบบของพวกเขาจะอยู่ได้นานแค่ไหน
ยิ่งไปกว่านั้น สมองยังสามารถป้องกันสิ่งแปลกปลอม
ซึ่งอาจส่งผลให้มีเนื้อเยื่อหนารอบๆ รากฟันเทียม ระบบที่เล็กกว่าทำลายสมองน้อยลง ที่ความยาวมากกว่า 2 มม. และกว้างไม่เกิน 1 มม. อนุภาคของฝุ่นประสาทที่อธิบายไว้ในกระดาษจะมีขนาดใหญ่กว่าจุดฝุ่นจริงส่วนใหญ่ แต่ระบบยังคงหดตัว “มีพื้นที่เหลือเฟือที่จะผลักดันมันจริงๆ และนั่นคือสิ่งที่ทำให้เราตื่นเต้น” Maharbiz กล่าว “คุณสามารถเล็กลงและเล็กลงเรื่อยๆ”
ในที่สุดฝุ่นประสาทก็สามารถนำมาใช้เพื่อตรวจจับข้อมูลประเภทต่างๆ ในร่างกายได้ ไม่ใช่แค่กิจกรรมทางไฟฟ้าเท่านั้น Maharbiz กล่าว สามารถปรับอุปกรณ์ให้ตรวจจับอุณหภูมิ ความดัน ออกซิเจน หรือ pH ได้
นาจาฟีเตือนว่ายังต้องรอดูกันว่าระบบจะเป็นประโยชน์ต่อการฟังพฤติกรรมของเซลล์ประสาทในสมองหรือไม่ ระบบจะต้องรวมฝุ่นประสาทหลายๆ ชิ้นเข้าไปด้วย และยังไม่ชัดเจนว่าจะมีประสิทธิภาพเพียงใด “มันยากกว่าความคิดเรื่องฝุ่นมาก” เขากล่าว
การตั้งคำถามถึงคุณค่าของการทดลองทางวิทยาศาสตร์ถือเป็นเรื่องนอกรีตในหมู่นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ ความพยายามอย่างมากในปัจจุบันในการทำความเข้าใจธรรมชาติขึ้นอยู่กับการทดลองที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมซึ่งควบคุมตัวแปรที่ไม่ต้องการและมีรายละเอียดมากพอที่จะทำซ้ำได้ ในชั้นเรียนฟิสิกส์ระดับมัธยมปลาย นักเรียนทำสิ่งของจากความสูงเท่ากันและนาฬิกาว่าตกลงมาเร็วแค่ไหนเพื่อทำความเข้าใจแรงโน้มถ่วง หรือดึงวัตถุต่างๆ ข้ามโต๊ะเพื่อคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสี การทดลองที่มีการควบคุมยังเป็นที่นิยมในการศึกษาความยุ่งเหยิงของพฤติกรรมสัตว์: การทดสอบชิมแปนซีที่บรรยายโดยนักเขียน Bruce Bower ตรวจสอบว่าสถานะทางสังคมส่งผลต่อการแพร่กระจายของกลยุทธ์การแย่งชิงอาหารอย่างไร
แต่การทดลองควบคุมยังคงมีข้อจำกัดมากมาย นักวิจัยต้องมีความรู้เชิงลึกเกี่ยวกับระบบของตนเองและตัวแปรที่อาจเป็นไปได้ในที่ทำงาน ซึ่งเป็นงานที่แทบจะเป็นไปไม่ได้สำหรับการค้นคว้าในหลายด้าน จำเป็นต้องมีการตั้งสมมติฐานว่าการตั้งค่าจะเลียนแบบโลกแห่งความเป็นจริงหรือไม่และอาสาสมัครจะตอบสนองอย่างเป็นธรรมชาติในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการหรือไม่ ใน “ สมาร์ทโฟนอาจเปลี่ยนวิธีคิดของเรา ” ลอร่า แซนเดอร์ส นักเขียนอิสระอธิบายถึงปัญหาบางประการในการพยายามทำความเข้าใจว่าสมาร์ทโฟนเปลี่ยนสมองของผู้คนอย่างไร นักจิตวิทยาด้านการทดลอง Andrew Przybylski กล่าวว่า “สิ่งนี้เหมือนกับการสรุปผลเบสบอลต่อสมองของผู้เล่นหลังจากสังเกตชิงช้าสามครั้งในกรงตีลูกบอล”
ในบางกรณี การทดสอบทดลองไม่สามารถทำได้เพราะผิดจรรยาบรรณ ในบางครั้ง การทดสอบไม่เป็นไปตามที่คาดไว้: ชิมแปนซีเจ้าเล่ห์สองตัวในการศึกษาที่ขัดกับอาหารพบวิธีเล่นเกมระบบที่อาจสร้างความพึงพอใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ แต่ยังเพิ่มความคลุมเครือให้กับผลลัพธ์ด้วย เว็บสล็อต
