Нейрофизиологи научились вводить электронные компоненты в мозг при помощи шприца

Американским ученым удалось создать сетку из гибких проводов и электронных компонентов, которую можно ввести с помощью шприца непосредственно в мозг.

Сетка способна подключаться к нервным клеткам без вреда для их здоровья, чтобы можно было следить за их состоянием или даже воздействовать на них (для лечения болезни Паркинсона, например).

Понимание того, как активность отдельных нейронов приводит к высшим формам нервной деятельности (восприятие, мышление, эмоции), является важнейшей проблемой нейрофизиологии. С точки зрения технологии, для ее решения нужны устройства, ведущие мониторинг миллионов клеток одновременно. Однако современные имплантаты тяжело вводить в мозг, а их электроды воспринимаются как чужеродное тело и вызывают раздражение. В конечном счете устройства зарастают тканями и изолируются от нейронов, передает lenta.ru.

Химик Чарльз Либер из Гарварда снял эти препятствия, разработав трехмерную сетку из сплава хрома и платины вместе с полимерным покрытием для защиты электродов от коррозии. Сетка достаточно гибкая, чтобы уместиться в тонкой игле шприца. После попадания в мозг сетка из 16 электронных компонентов возвращается в исходную форму. Она на 90 % состоит из пустот, благодаря этому клетки мозга воспринимают ее как нейтральный каркас и свободно размещаются в ней. За пять недель опытов не было замечено никакой повышенной иммунной реакции на сетку – мозг не воспринимает ее как инородное тело.

Опыты ученые проводили на мышах, помещенных под наркоз. Им удалось следить за отдельными нейронами и стимулировать их. После инъекции успешно работали 90 % устройств.

На следующем этапе Либер планирует имплантировать крупные сетки из сотен электронных компонентов и следить за активностью нейронов в мозге бодрствующих особей. Для этого придется или зафиксировать их головы, или создать новые технологии беспроводной связи для слежения за нейронами свободно двигающихся животных. Кроме того, ученые собираются ввести устройство в мозг новорожденных мышат: по мере их роста сетка будет разворачиваться, захватывая все больше нейронов.

Однако новая технология может найти применение не только в нейрофизиологии и медицине: Либер также вводил сетки в различные синтетические материалы (например, пустоты в силиконовом каучуке). Инъецируемая электроника также может пригодиться для мониторинга состояния зданий и мостов с помощью введения в полости датчиков коррозии и давления.

Фото: Lieber Research Group / Harvard University

Самое читаемое