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
В Сибири идет снег с микропластиком: где еще он содержится и вреден ли для здоровья
Наука
Метапневмовирус в Китае: кто в опасности и что известно прямо сейчас
Наука
Физики наблюдали странное квантовое поведение в сверхпроводниках
Наука
Китай показал лазерную передачу данных со спутника со скоростью 100 Гбит/с
Космос
Кольцо весом 500 кг упало на Землю: откуда оно — неизвестно
Космос
Болезнь Альцгеймера связали с вирусом, которым заражены миллиарды людей
Наука
В Венгрии нашли древнейшее средневековое захоронение женщины с оружием
Наука
Ученые измерили излучение от смартфонов и сетей связи 5G
Новости
Раскрыта тайна миграции летучих мышей: они могут «оседлать шторм»
Наука
Китай обогнал Starlink: данные с орбиты передали со скоростью 100 Гбит/с
Космос
Найден неуловимый вулкан, который охладил Землю во времена Пушкина
Наука
Полеты к Луне, новый телескоп и анализ астероида: за какими миссиями следить в 2025 году
Кейсы
Как викинги и германцы пересекали Европу: анализ ДНК раскрыл пути древней миграции
Наука
Анализ «генеалогии» использовали для выявления опасных бактерий и вирусов
Наука
Астрофизики отследили источник радиосигнала из далекой галактики
Космос
Робот на водке, тараканы-киборги и механический голубь: необычные устройства 2024 года
Кейсы
Лучшее за 2024 год: интересные статьи партнеров
Кейсы
Борьба с ВИЧ, карта мозга и супер-земля: открытия 2024 года, изменившие мир
Кейсы
Чем запомнился 2024 год в изучении космоса: лунные миссии, успехи Маска и тайны темной материи
Кейсы
Неожиданное место активности гравитационных волн нашли в космосе
Космос