Инженеры из Университета Райса разработали биосовместимые имплантируемые устройства для электростимуляции мозга. Они используют крошечные электрические импульсы для контролируемого возбуждения нейронной активности. Технология поможет в создании новых методов лечения для людей с нарушениями сенсорных или двигательных функций.
Разработанные импланты представляют собой сверхгибкие и тонкие наноэлектронные нити толищиной около 1 мкм, нанесенные на специальную подложку. Каждый такой имплант содержит 32 контакта для записи мозговой активности и электростимуляции. В отличие от традиционных электродов, используемых для стимуляции, устройство работает с меньшими токами и может воздействовать более точечно.
Исследователи протестировали работу устройства на лабораторных мышах. Исследование показало, что имплантация устройства снижает развитие рубцовой ткани, препятствующей электростимуляции. При этом для воздействия на нейроны достаточно крошечных импульсов, продолжительность которых длится несколько сотен микросекунд, а сила тока составляет 1-2 мкА. Это на порядок меньше, чем у современных устройств.
Инженеры отмечают, что новый дизайн электрода позволяет проводить точечные воздействия. Каждый из нейронов должен иметь свою собственную настройку и координировать свои действия по определенному образцу, отмечают они. Но одновременное воздействие на большой участок, которое используют существующие импланты, в основном нарушает их функцию. В некоторых случаях это оказывает терапевтический эффект, но не всегда.
Мы смогли уменьшить ток и показали, что наш метод использует более целенаправленную активацию. Это может быть использовано для устройств стимуляции с высоким разрешением.
Лан Луан, соавтор исследования
Ученые отмечают, что эту технологию можно будет использовать в качестве более эффективной альтернативы для лечения отдельных неврологических заболеваний — эпилепсии, ОКР или болезни Паркинсона. Кроме того, в дальнейшем с помощью сети наноэлектродов можно будет создать «протез» для людей с сенсорными или двигательными нарушениями.
Читать далее:
Ученые связали потерю памяти и нехватку определенных веществ: как исправить ситуацию
Исследование: женатые люди, которые изменяют, не жалеют об этом и довольны жизнью
Посмотрите, как взорвалась самая большая за последние 10 лет сверхновая
На обложке: двухфотонная микроскопия наноэлектрода, вживленного в мозг мыши. Фото: Rice Neuroengineering Initiative/Rice University