Новый имплантат позволяет воздействовать на мозг точечно
Международная группа ученых разработала новый тип мозгового имплантата, способного одновременно регистрировать нейронную активность, стимулировать клетки и точно доставлять лекарства в разные области мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science, о нем сообщает Технический университет Дании.
Разработка получила название микрофлюидный аксиальный электрод (mAxialtrode). Это длинное и очень тонкое волокно с распределенными по всей длине функциональными элементами. Оно позволяет не только считывать электрические сигналы мозга, но и направленно вводить препараты, а также проводить световую стимуляцию на разных уровнях ткани.
Первоначально технология создавалась для фундаментальных исследований. С ее помощью ученые рассчитывают лучше понять, как сигналы распространяются между слоями мозга, в том числе при эпилепсии, нарушениях памяти и принятия решений. В перспективе разработка может найти применение и в клинической практике — например, для комбинированного лечения с использованием лекарств и электрической или оптической стимуляции.
В отличие от большинства современных имплантатов из жесткого силикона, новый электрод изготовлен из мягких полимерных оптических волокон и оснащен заостренным наконечником. Это снижает повреждение тканей при установке и уменьшает риск воспалительных реакций.
Традиционные оптические волокна воздействуют на мозг только в одной точке — на дистальном конце. Это ограничивает возможности исследования, поскольку многие функции связаны с взаимодействием сразу нескольких слоев. mAxialtrode лишен этого недостатка: он обеспечивает работу на разных глубинах.
Имплантат изготавливают путем вытягивания нагретого полимерного стержня в тонкое волокно. В центре расположен светопроводящий сердечник, вокруг которого находятся восемь микроканалов для подачи жидкости и размещения тонких металлических проводников. Толщина электрода составляет менее половины миллиметра, а его гибкость позволяет ему двигаться вместе с тканями мозга.
Технологию протестировали на живых мышах. Эксперименты показали, что с помощью одного имплантата можно стимулировать нейроны синим и красным светом, измерять активность в коре и гиппокампе и вводить вещества на разных уровнях с интервалом до трех миллиметров. Животные не проявляли заметного дискомфорта.
Разработчики подчеркивают, что перед клиническим применением необходимы дополнительные испытания и разрешения регуляторов. В настоящее время команда занимается патентованием технологии.
