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
Суперкомпьютер раскрыл тайны «молекулярного ремонта» ДНК
Наука
В Китае разработали батарейку с радиоактивным углеродом, которая проработает до 100 лет
Наука
Ученые MIT разработали «простой способ» превратить клетки кожи в нейроны
Наука
Microsoft запускает ИИ Copilot для геймеров: он будет работать, как тренер
Новости
Частный лунный модуль сфотографировал солнечное затмение с Луны
Космос
Почему Вселенная несимметрична: физики приблизились к разгадке тайны
Новости
Посмотрите на обратную сторону спутника Марса: это второе фото в истории
Новости
Это приложение буквально заставляет трогать траву и блокирует соцсети
Новости
Посмотрите на место гибели лунного аппарата «Афина»
Новости
Apple призвала срочно обновить iPhone из-за критической уязвимости  
Новости
В РосНИИРОС опровергли планы ICANN закрыть домен .su  
Новости
Европейские охотники каменного века «путешествовали» по морю в Африку
Наука
Зонд «Гера» сделал снимки спутника Марса на пути к «пострадавшему в ДТП» астероиду
Космос
В испанской пещере нашли «фрагменты лица» древнейшего жителя Западной Европы
Наука
Стартап представил робота, который готовит как шеф-повар лучших ресторанов
Новости
В паровом реакторе впервые зажгли термоядерную плазму
Новости
Работа, написанная ИИ, прошла научное рецензирование, но есть нюансы
Наука
Смертоносные звезды: два массовых вымирания связали со взрывами сверхновых
Космос
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Космос
Физики обнаружили доказательство предсказания Хокинга
Космос