Нейрофизиологи научились вводить электронику 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. Набор гибкой электроники способен подключаться к нервным клеткам без вреда для их здоровья — чтобы следить за их состоянием или даже воздействовать на них (для лечения болезни Паркинсона, например). О новой технологии сообщается в журнале Nature Nanotechnology.

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 тысяч и миллионов клеток одновременно. Однако современные имплантанты тяжело вводить в мозг, а их электроды воспринимаются как чужеродное тело и вызывают раздражение. В конечном счете устройства зарастают тканями и изолируются от нейронов.

Химик Чарльз Либер (Charles Lieber) 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 процентов 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.

Свои опыты ученые проводили на мышах, помещенных под наркоз. Им удалось следить за отдельными нейронами и стимулировать их. После инъекции успешно работало 90 процентов устройств.

На следующем этапе Либер планирует имплантировать крупные сетки из сотен электронных компонентов, и следить за активностью нейронов в мозгах 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.

lenta.ru

Оставаться в курсе всех наших новостей?

<div style="border:1px; width:450px; border-color:#701c1f; background-color:#F5F5F5; font-family:Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><div style="float:right; text-align:right"><a href="http://polit.pro"><img src="http://polit.pro/logo.png" height="15"/></a><br /><a href="<?if()?><?else?>/_nw/269/85195301.jpg<?endif?>" class="class1"><img src="/_nw/269/85195301.jpg" width="105" border="2"></a></div><b style="font-size:13px"><span style="color:#701c1f;">10 Июня 2015</span> - Нейрофизиологи научились вводить электронику в мозг при помощи шприца</b><br /><span style="font-size:11px"><a href="/news/1-0-8" title="Ещё материалы >>>" style="text-decoration:none; color:#000000"><div id="nativeroll_video_cont" style="display:none;"></div>Американским ученым удалось создать сетку из гибких проводов и электронных компонентов, которую можно ввести с помощью шприца непосредственно в мозг. Набор гибкой электроники способен подключаться к нервным клеткам без вреда для их здоровья — чтобы следить за их состоянием или даже воздействовать на них (для лечения болезни Паркинсона, например). О новой технологии сообщается в журнале Nature Nanotechnology. <br /><br /> 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 тысяч и миллионов клеток одновременно. Однако современные имплантанты тяжело вводить в мозг, а их электроды воспринимаются как чужеродное тело и вызывают раздражение. В конечном счете устройства зарастают тканями и изолируются от нейронов. <br /><br /> Химик Чарльз Либер (Charles Lieber) 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 процентов 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. <br /><br /> Свои опыты ученые проводили на мышах, помещенных под наркоз. Им удалось следить за отдельными нейронами и стимулировать их. После инъекции успешно работало 90 процентов устройств. <br /><br /> На следующем этапе Либер планирует имплантировать крупные сетки из сотен электронных компонентов, и следить за активностью нейронов в мозгах 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. <br /><br /> 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. <br /><br /> lenta.ru <br /><br /> <iframe src="//www.facebook.com/plugins/follow?href=https%3A%2F%2Fwww.facebook.com%2Falexis.lushnikov&layout=standard&show_faces=true&colorscheme=light&width=450&height=80" scrolling="no" frameborder="0" style="border:none; overflow:hidden; width:450px; height:80px;" allowTransparency="true"></iframe>
		<script>
			var container = document.getElementById('nativeroll_video_cont');

if (container) {
				var parent = container.parentElement;

if (parent) {
					const wrapper = document.createElement('div');
					wrapper.classList.add('js-teasers-wrapper');

parent.insertBefore(wrapper, container.nextSibling);
				}
			}
		</script>
	</a></span></div>