Нейрофізіологи навчилися вводити електроніку в мозок за допомогою шприца

Американським ученим вдалося створити сітку з гнучких проводів і електронних компонентів, яку можна ввести за допомогою шприца безпосередньо в мозок. Набір гнучкої електроніки здатний підключатися до нервових клітин без шкоди для їхнього здоров’я – щоб стежити за їх станом або навіть впливати на них (наприклад, для лікування хвороби Паркінсона).

mozok1

Розуміння того, як активність окремих нейронів призводить до вищих форм нервової діяльності (сприйняття, мислення, емоції), є найважливішою проблемою нейрофізіології. З точки зору технології, для її вирішення потрібні пристрої, моніторинг тисяч і мільйонів клітин одночасно. Однак сучасні імплантанти важко вводити в мозок, а їх електроди сприймаються як чужорідне тіло і викликають роздратування. У кінцевому рахунку пристрої заростають тканинами і ізолюються від нейронів.

Хімік Чарльз Лібер (Charles Lieber) з Гарварду зняв ці перешкоди, розробивши тривимірну сітку зі сплаву хрому і платини, разом з полімерним покриттям для захисту електродів від корозії. Сітка досить гнучка, щоб уміститися в тонкій голці шприца. Після потрапляння в мозок сітка з 16 електронних компонентів повертається у вихідну форму. Вона на 90 відсотків складається з порожнеч: завдяки цьому клітини мозку сприймають її як нейтральний каркас і вільно розміщуються в ній. За п’ять тижнів дослідів не було помічено ніякої підвищеної імунної реакції на сітку – мозок не сприймає її як чужорідне тіло.

mozok2

Свої досліди вчені проводили на мишах, поміщених під наркоз. Їм вдалося стежити за окремими нейронами і стимулювати їх. Після ін’єкції успішно працювало 90 відсотків пристроїв.

На наступному етапі Лібер планує імплантувати великі сітки з сотень електронних компонентів, і стежити за активністю нейронів у мізках без необхідності присипати тварин. Для цього доведеться або зафіксувати їх голови, або створити нові технології бездротового зв’язку для стеження за нейронами тварин, що вільно рухаються.

Крім того, вчені збираються ввести пристрій в мозок новонароджених мишенят: у міру їх зростання сітка розгортатиметься, захоплюючи все більше нейронів.

Однак нова технологія може знайти застосування не тільки в нейрофізіології та медицині: Лібер також вводив сітки в різні синтетичні матеріали (наприклад, порожнечі в силіконовому каучуку). Електроніка з “ін’єкцією” також може стати в нагоді для моніторингу стану будинків і мостів за допомогою введення в порожнині датчиків корозії і тиску.