Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • medtech
  • ММИФ-2018
  • Vitacoin

Графен вместо вживленных в мозг электродов

Ученые успешно внедрили графеновые электроды в нейроны головного мозга

DailyTechInfo по материалам Gizmag: Graphene successfully interfaced with neurons in the brain

Ученые-нейробиологи уже достаточно давно ищут новые способы внедрения электродов различных типов, которые эффективно взаимодействуют с нейронами головного мозга человека. Эти электроды позволят считывать из мозга информацию и искусственно стимулировать клетки нервных тканей, что может стать одним из методов лечения некоторых неврологических заболеваний, таких, как болезнь Паркинсона. И в прошлом месяце группе исследователей из Италии и Великобритании удалось продемонстрировать, как графен, один из самых удивительных материалов на свете, может взаимодействовать с нейронами.

Следует отметить, что это далеко не первая попытка исследователей использования графена для создания интерфейсов между мозгом и электроникой. Однако, во всех предыдущих попытках графеновые электроды могли обеспечить лишь сигнал с низким уровнем и низким значением соотношения сигнал/шум. Но усилия ученых из университета Триеста, Италия, и Кембриджского университета, Великобритания, увенчались успехом благодаря тому, что они использовали электроды из необработанного графена.

«Мы впервые осуществили подключение графеновых электродов непосредственно к нейронам» – рассказывает профессор Лаура Баллерини (Laura Ballerini) из университета Триеста в Италии. – «При помощи этих электродов нам удалось получить электрические сигналы от нейронов, которые являются отражением деятельности мозга. Кроме этого мы проверили, что наличие электродов никак не сказалось на функционировании этих нейронов».

До начала экспериментов с графеновыми электродами (graphene-based substrates, GBS) ученые внедряли микроэлектроды, изготовленные из вольфрама или кремния. Использование матриц таких электродов было успешным на протяжении некоторого времени, но затем, из-за реакции тела человека на травму, вокруг этих электродов формировались более плотные защитные ткани, которые служили помехой для получения качественных сигналов. Кроме этого, из-за высокой твердости и хрупкости материалов, матрицы электродов через некоторое время выходили из строя вследствие механических повреждений.

Однако чистый графен обладает гибкостью, прочностью и он абсолютно безопасен для живого организма. Эксперименты ученых, проведенные на нервных клетках, взятых из мозга подопытного животного, показали, что графен очень хорошо взаимодействует с нервными тканями и обеспечивает съем высококачественных сигналов без каких-либо отрицательных побочных эффектов.

graphene-based.jpg
Нейроны на графеновой подложке. Рисунок из статьи Fabbro et al.
Graphene-Based Interfaces Do Not Alter Target Nerve Cells
опубликованной в журнале ACS Nano – ВМ.

«В настоящее время мы только внедряемся в пограничную область, где сходятся графеновые нанотехнологии и биомедицина» – рассказывает профессор Маурицио Прато (Maurizio Prato), – «А дальнейшее развитие высокоэффективных биомедицинских устройств на основе графена потребует дополнительных исследований взаимодействия графеновых нано- и микропокрытий с сигнальным механизмом клеток нервных тканей. И наша работа является первым шагом в этом направлении».

В заключение следует отметить, что данные работы проводились в рамках и под финансированием проекта Graphene Flagship, европейской инициативы, целью которой является соединение областей теории и практики для уменьшения времени, требующегося всяким «графеновым технологиям» на путь от лабораторий до конечного потребителя.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
26.02.2015

Читать статьи по темам:

нанобиология наномедицина нейроны мозг Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Бактериям предложили электропорацию вместо укола

Инженеры и биологи из MIT создали прибор, позволяющий вводить фрагменты ДНК в фактически любой тип клеток, заставляя их расширить поры в их оболочке при помощи тока.

читать

Ферменты заточили в камеры из ДНК

Ученые из Университета штата Аризона построили наноразмерные камеры из ДНК, внутрь которых они поместили ферменты. Эксперименты показали, что активность ферментов при этом увеличилась в 8 раз.

читать

Биоразлагаемые биосенсоры

Испытанные in vitro и на лабораторных крысах беспроводные биосенсоры не уступают проводным аналогам и без побочных эффектов растворяются в спинномозговой жидкости живых крыс в течение нескольких дней.

читать

Ученые «вооружили» крошечными лазерами живые клетки

Пока внедрить лазеры удалось лишь в искусственно выращенные клетки. Однако исследователи уже начали разработку технологии, которая позволит внедрять их в клетки тканей организма, что можно будет использовать для отслеживания движения клеток различных типов.

читать

Разработан имплантат для доставки лекарств в мозг

Оптофлюидный имплантат толщиной 80 и шириной 500 микрон с беспроводным управлением значительно меньше повреждает ткани мозга, чем традиционные канюли.

читать