Гибкий электронный имплантат для мозга

Видео: I Love Science / Мозговой имплантат позволил восстановить функции руки парализованному пациенту

Простая инъекция – скоро это будет все, что понадобится врачам для восстановления связей между клетками в головном мозге.

Объединенная команда нейрофизиологов, физиков, химиков и биоинженеров из ведущих вузов США смогла разработать гибкую и необычайно тонкую сеть электронных устройств, которая вводится в головной мозг для отслеживания активности и стимуляции определенных групп нервных клеток.

Гибкий электронный имплантат имеет огромный потенциал в неврологии и нейрохирургии.

В свернутом виде электронная сеть имеет ширину несколько сантиметров, а для инъекции применяется игла диаметром всего 100 микрометров, которую вводят через подготовленное отверстие в черепе. Нанопровода распрямляются внутри мозга и подключаются к компьютеру, который анализирует сигналы и стимулирует клетки.



«По моему мнению, это великолепное оригинальное решение проблемы записи и регуляции активности огромного количества нейронов внутри живого мозга», - заявляет Рафаэль Юсте (Rafael Yuste), директор Центра нейротехнологий при Колумбийском университете.



По предварительным данным исследователей, новый электронный имплантат безопасен для мозга и может использоваться для лечения и контроля таких заболеваний, как болезнь Паркинсона. Об этом на страницах последнего выпуска Nature Nanotechnology сообщает Чарльз Либер (Charles Lieber), химик из Гарвардского университета, соавтор изобретения.

Специалисты в области нейронаук до сих пор точно не знают, как активность отдельных нейронов мозга преобразуется в высшую нервную деятельность, в такие функции, как восприятие или эмоции. Поэтому сегодня идет настоящая охота на технологии, которые позволили бы ученым обрабатывать и изменять активность одновременно тысяч, а лучше миллионов нервных клеток в живом мозге.

При этом использование традиционных мозговых имплантатов имеет массу ограничений и серьезных рисков. Такие относительно грубые материалы, как стеклянная бумага, неприменимы в случаях, когда речь идет о нежных нервных клетках. Кроме того, нужно отслеживать активность нейронов на протяжении долгого времени, что с нынешними устройствами затруднительно.

Гарвардская команда решила все эти проблемы путем использования проводящей полимерной сетки, которая состоит из множества наноэлектродов и транзисторов. Полученная сетка оказалась такой же нежной и податливой, как и мозговые ткани. Электронный имплантат вводится при помощи специального инжектора и размещается в нужном участке мозга, после чего может оставаться внутри долгое время, постепенно становясь неотъемлемой частью мозга и не вызывая никаких проблем.

В 2012 году эта же группа ученых продемонстрировала возможность срастания и интеграции подобной гибкой сетки с нервными клетками, которые были выращены на питательной среде. Но тогда этот «киборг» был создан вне организма, а теперь речь идет о внедрении электронного имплантата в живой мозг.