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
Найден способ сверхскоростной передачи тепла для быстрого охлаждения электроники
Наука
Условия жизни лошадей в Средневековом Новгороде восстановили по зубам
Наука
Под видом модов для Minecraft и других игр в Telegram распространяют вирусы
Новости
ИИ от создателей TikTok потеснил GPT-4o в рейтинге генераторов изображений
Новости
В России нашли минерал, который поможет изучить ядро Земли и космические тела
Космос
Анализ метеорита поставил под сомнение гипотезу о происхождении воды на Земле
Космос
«Яндекс» научил поиск решать задачи по алгебре для старшеклассников
Новости
Найдена недостающая часть Вселенной: где она скрывалась
Космос
VR в строительстве: как избежать ошибок на сотни миллионов
Мнения
44 планеты, похожие на Землю, нашли в Млечном Пути
Космос
Тайну космоса, которой больше 60 лет, наконец-то раскрыли
Космос
В «дубайском» шоколаде нашли опасные для жизни вещества
Наука
Хакеры атаковали пять оборонных предприятий России
Новости
Как ИИ повышает эффективность и снижает риски обогатительных предприятий
Мнения
«Джеймс Уэбб» изучил загадочные кольца погибшей звезды
Космос
Открыт прием заявок на ежегодную премию Digital Leaders 2025
Новости
GigaChat научился искать информацию в сети: Сбер обновил ИИ-помощника
Новости
Созданы очки с искусственным интеллектом для незрячих людей
Новости
Минобрнауки продолжит программу кешбэка для инвесторов университетских стартапов
Новости
OpenAI представила GPT-4.1: модель с улучшенными возможностями для программистов
Новости