Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Гибкие электроды помогут следить за нейронами долгие годы

Роман Фишман, N+1

Исследователи Гарвардского университета предложили биосовместимую систему гибких микроэлектродов для долговременного мониторинга активности нейронов в живом мозге. Испытания устройства на мышах показали, что оно не вызывает воспалительных реакций и будет эффективно работать на протяжении многих месяцев, а возможно, и лет. Статья с описанием нового метода опубликована журналом Nature Methods (Fu et al., Stable long-term chronic brain mapping at the single-neuron level).

Имплантация микроэлектродов в ткани мозга является на сегодняшний день самым точным методом мониторинга активности нейронов и их искусственной стимуляции. Однако установка таких имплантатов требует небезопасного хирургического вмешательство и вызывает воспалительный ответ. Воспаление не только снижает эффективность их работы, но рано или поздно приводит к необходимости полностью удалить электрод или хотя бы переместить его в другое место поблизости.

Все это ограничивает время, в течение которого возможно проводить подобные наблюдения. Поэтому при всей своей точности такой метод не позволяет проследить за долговременными изменениями связей и характера активности нейронов, которые участвуют в процессах созревания и обучения мозга, развитии нейродегенеративных процессов и т.п. Система гибких микроэлектродов, предложенная командой Чарльза Либера (Charles Lieber), лишена этих недостатков: она без каких-либо последствий проработала в организме живых мышей более восьми месяцев, и, по мнению ученых, это далеко не предел.

Гибкая система производится методом фотолитографии и состоит из 16 тончайших металлических электродов, внедренных в мягкую ленту биосовместимого полимера толщиной 800 нм и шириной 20 мкм. Коэффициент упругости такого устройства сравним с соответствующим показателем обычной живой ткани (ок. 0,1 нН/м), и с помощью тонкой иглы она может вноситься в целевую область мозга с точностью примерно до 20 мкм.

single-neuron.jpg
Снимок из статьи в Nature Methods: иммуногистохимическое окрашивание среза мозга.
Синим показаны участки микрочипа, с которых происходит запись активности.

Авторы продемонстрировали возможности устройства, внеся его в гиппокамп, а также в соматосенсорные области коры больших полушарий лабораторных мышей и получив четкий сигнал с его электродов. Проверяя работу системы месяц за месяцем, ученые подтвердили стабильность сигнала и возможность непрерывно отслеживать активность индивидуальных клеток без развития воспалительных процессов.

Чарльз Либер и его коллеги уверены, что такие гибкие устройства найдут широкое применение не только в исследованиях мозга, но и в медицине, а возможно и в электронике будущего, предлагая более «мягкий» вариант интеграции электронных компонентов с нервной системой человека. Использование электродов обещает огромные возможности для восстановления утраченных функций мозга, включая память, и если имплантаты не будут вызывать воспаления и других негативных реакций, проекты по «дополнению» нервной системы электроникой смогут выйти на новый уровень. «Именно этим нам придется заняться, если мы хотим воспользоваться всеми преимуществами и того, и другого», – добавил Чарльз Либер, комментируя работу пресс-службе Гарвардского университета (A new window to understanding the brain).

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 02.09.2016


Читать статьи по темам:

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

Читать также:

Новый имплантат вернет парализованным способность ходить

Благодаря уникальным механическим свойствам инновационный имплантат e-Dura, размещаемый на поверхности спинного мозга, позволяет восстанавливать поврежденную нервную ткань, не вызывая нежелательных побочных эффектов.

читать

Иногда мягкий лучше, чем жёсткий

Реакция организма на чужеродное тело зависит не только от его химических свойств, но и от физических. Воспалительная реакция на имплантат может возникнуть из-за того, что он по жёсткости превосходит окружающие его ткани.

читать

Кибер-рука для парализованных

Двое пожилых людей, парализованных в течение многих лет, смогли выпить кофе с помощью механической руки, управляемой сигналами из мозга.

читать

Протезирование памяти

Руководитель группы разработчиков «памяти на чипе» полагает, что в будущем эта техника позволит заменить постаревший или повреждённый гиппокамп человека.

читать

Забей БиоБолт в череп!

В отличие от других имплантируемых интерфейсов мозг-компьютер, BioBolt минимально инвазивен, исключает вероятность инфицирования и обеспечивает возможность использования имплантата в повседневной жизни.

читать