أجهزة طبية تعمل بطاقة تولدها قوقعة الأذن

في قوقعة الأذن بكل إنسان بطارية طبيعية عبارة عن غرفة مليئة بالأيونات تنتج طاقة كهربية يمكنها أن تشغل الإشارات العصبية‏.‏ هذا ما كشف عنه فريق من الباحثين من معهد ماساشوسيتس للتكنولوجيا ومستشفي ماساشوسيتس للعين والأذن وقسم العلوم الصحية والتكنولوجيا‏, وأكد الباحثون أن هذه البطارية يمكنها تشغيل الأجهزة الطبية الإلكترونية المزروعة لمراقبة النشاط البيولوجي في آذان المرضي دون أي تأثير سلبي علي السمع أو خلل في التوازن.
جدير بالذكر أن العلماء يعلمون بوجود هذه البطارية البيولوجية المهمة من أجل السمع الطبيعي, ولكنهم اكتشفوا لأول مرة إمكانية الاستفادة منها في تشغيل الإلكترونيات المفيدة. من المعروف أن الأذن تحول القوة الميكانيكية المتمثلة في اهتزاز طبلة الأذن إلي تيارات كهروكيميائية يستقبلها الدماغ ويفسرها إلي أصوات, والبطارية البيولوجية هي مصدر التيار الكهربي الذي يحمل هذه الإشارات, وتقع في قوقعة الأذن, ويقسمها غشاء, وتتخصص بعض خلاياه في ضخ الأيونات, وأي عدم التوازن بين أيونات البوتاسيوم والصوديوم علي جانبي الغشاء بجانب الترتيب المعين للمضخات إلي توليد جهد كهربي.
رغم أن هذا الجهد الكهربي هو الأعلي في الجسم, لكنه منخفض للغاية. وحتي لا يتم إعاقة السمع, ينبغي علي أي جهاز طبي يزرع في الأذن أن يستفيد بجزء بسيط من طاقة هذه البطارية البيولوجية, وهذا هو الجزء التقني الذي يبرع فيه معهد ماساشوسيتس للتكنولوجيا.
قام العلماء والباحثون في التجارب التي أجريت بزراعة أقطاب كهربية في البطارية البيولوجية في آذان بعض الخنازير, ووصلت هذه الأقطاب بأجهزة إلكترونية تستهلك قدرا ضئيلا للغاية من الطاقة, وبعد الزرع استجابت الخنازير بصورة طبيعية لاختبارات السمع, واستطاعت الأجهزة بث البيانات لاسلكيا عن الحالة الكيميائية للأذن لمستقبل خارجي.
غير أن الترددات اللاسلكية رغم أنها تستهلك طاقة منخفضة, لكنها لا تستطيع العمل مباشرة علي البطارية البيولوجية, ولجأ الباحثون إلي تصميم دوائر إلكترونية تقوم بتحويل الطاقة, بمعني أنها تقوم بتجميع الطاقة الكهربية في أحد المكثفات, وتتذبذب البطارية البيولوجية, ولكنها تستغرق ما بين40 ثانية وأربع دقائق لتكوين شحنة كافية لتشغيل الاتصالات اللاسلكية, مما جعل تكرار الإشارة نفسه مؤشرا علي الخصائص الكهروكيميائية للأذن الداخلية.
لتقليل استهلاك الطاقة, تم تبسيط الدوائر الإلكترونية إلي حد كبير, ولكنها مثل الترددات اللاسلكية كانت تحتاج إلي طاقة كهربية أكبر مما توفره البطارية البيولوجية داخل الأذن, وكانت المشكلة في مجرد تشغيلها لأنها بعد ذلك ستعمل ذاتيا, ولحل هذه المشكلة استخدم الباحثون دفقة من موجات الراديو مرة واحدة من أجل تشغيلها.