Разработан «фитнес-трекер» для отдельных клеток

Крошечные гибкие устройства могут измерять активность отдельных нейронов или изменять ее.

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали устройства, которые выполняют функции фитнес-трекеров для отдельных клеток внутри организма. Беспроводные пленки мягко обволакивают отростки нервных клеток — аксоны и дендриты, могут измерять или модулировать электрическую и метаболическую активность нейронов на субклеточном уровне.

Сложная структура клеток мозга затрудняет создание биоэлектронного имплантата. Аксоны, которые соединяют нейрон с другими частями тела, например, отличается тонкой изогнутой формой. Эти «провода» очень хрупкие, поэтому любое устройство, взаимодействующее с ними, должно быть достаточно гибким, чтобы обеспечить надежный контакт без повреждений.

Чтобы преодолеть эти ограничения, ученые разработали устройства из мягкого полимера. Тонкие листы азобензола сворачиваются под воздействием света, что позволяет им обернуться вокруг клеток. Изменяя интенсивность и поляризацию света, исследователи контролирует направление и диаметр сворачивания, формируя микротрубочки диаметром менее 1 мкм.

Исследователи разработали масштабируемую технологию изготовления полимерных структур и управляли ими с помощью света. Прототипы протестировали на нейронах крыс. Анализ показал, что пленки плотно обволакивают даже сильно изогнутые аксоны и дендриты, не повреждая их.

Иллюстрация производства и использования полимерных устройств. Изображение: Airaghi Leccardi et al., Commun Chem

Поскольку устройства работают без проводов и свободно движутся в жидкостях, исследователи предполагают, что в будущем можно будет вводить тысячи подобных миниатюрных пленок в организм человека. Управление будет осуществляться с помощью света, которые проходит через ткани, чтобы активизировать устройства.

Поскольку азобензол является изолятором, тонкие пленки можно использовать в качестве синтетического миелина для восстановления поврежденных аксонов. Это поможет замедлить нейронную деградацию, возникающую при таких заболеваниях, как рассеянный склероз. В перспективе устройства можно интегрировать с другими материалами для создания микросхем, способных как измерять активность, так и управлять клетками.


Читать далее:

«Вояджер» отправил на Землю сигнал: его передатчик не включался 40 лет

Посмотрите на странные фото Земли из космоса с расстояния 2 млн километров

Ученые поняли, откуда на Земле появилась жизнь

Иллюстрация на обложке: Pablo Penso, © Marta Airaghi, MIT

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Посмотрите на редкую и популярную тигрицу из Таиланда: один ген сделал ее звездой
Наука
Эксперты опубликовали прогноз на 2025 год: как изменится мир
Наука
Посмотрите, как в небе над Якутией взорвался метеорит
Космос
Япония создавала биологическое оружие: ученые нашли доказательства
Наука
Скрытую структуру нашли под поверхностью Луны
Космос
Новая карта Вселенной раскрыла странную аномалию: что обнаружили ученые
Космос
«Толмач» мгновенно переводит живую речь на русский: появился новый сервис на базе ИИ
Новости
Крупнейшее беспилотное метро запустили в Саудовской Аравии
Новости
Появились роботы, которые работают на водке
Наука
Китай строит крупнейший в мире полноповоротный радиотелескоп  
Космос
Появилось приложение, которые предсказывает дату смерти: как оно работает
Новости
Российские ученые потеряли доступ к БАК: что это значит для науки
Наука
Эти пять галактик нарушают законы космологии: что с ними «не так»  
Космос
Тайна Лох-Нессского чудовища: эксперт нашел простое объяснение  
Наука
Обнародован первый геймплей экшена «Война Миров: Сибирь»
Новости
Посмотрите на уникальную 3D-модель Солнца
Космос
В обществе древних фермеров социального неравенства не было, показало исследование
Наука
Найден способ на миллионы лет сохранить в алмазе терабайты информации
Новости
Странная гипотеза: инопланетяне используют звезды для межгалактических путешествий
Космос
Базовый гаджет для дома: обзор «Яндекс ТВ Станции Бейсик»
Кейсы