Гнучкі електроди наближують еру нейроінтерфейсу

Дослідники з Федеральної політехнічної школи Лозанни (EPFL) створили унікальний гнучкий імплантат під назвою e-Dura, який можна підключити безпосередньо до спинного мозку без ризику травмування і запалення. Результати роботи учених опубліковані у виданні Science від 8 січня 2015 року.

Імплантат нейроінтерфейсу e-Dura

Нейроинтерфейс – цей пристрій, який дозволяє з’єднати нервові закінчення з електронними пристроями. Експериментальні нейроінтерфейси використовуються, наприклад, для зв’язку нервових закінчень пошкоджених кінцівок з роботизованими протезами.

У перспективі нейроінтерфейси дозволять обійти пошкоджені ділянки спинного мозку і повернути рухливість паралізованим людям. Крім того, просунуті нейроінтерфейси в перспективі можуть застосовуватися для управління складною технікою, такий як екзоскелети і роботи.

На жаль, з’єднати електроніку з живими нервовими закінченнями дуже складно. Сучасні поверхневі імплантати є крихітними проводками, які поміщаються на нервові закінчення. Проте такі імплантати не можуть працювати довго, оскільки людські тканини рухаються, наприклад, коли ви нахиляєтеся зав’язати шнурки, довжина спинного мозку збільшується на декілька відсотків.

У результаті електроди і нерви постійно переміщаються один відносно одного, тертя викликає запалення, зростання рубцевої тканини і відторгнення імплантата. Таким чином, сучасні нейроінтерфейси надійно працюють декілька років, а в окремих випадках – всього декілька місяців.

Імплантат e-Dura відрізняється від жорстких сучасних аналогів тим, що виконаний з м’якого силікону, який імітує механічні властивості живих тканин. Усередині імплантата знаходяться золоті провідники, які розтягуються, і електроди з інноваційного композитного матеріалу, котрий складається з кремнієвих і платинових мікрогранул. Також, усередині є мікроканали, по яких до місця з’єднання електродів і нервів можна подавати різні препарати, наприклад, нейромедіатори.

Новий імплантат розроблений спеціально для установки на поверхню головного або спинного мозку. Він може контролювати електричні імпульси мозку в режимі реального часу. В ході експериментів на мишах імплантат e-Dura дозволив з високою точністю збирати сигнали нервової системи, які управляють ходьбою гризуна.

Через 2 місяці тестів e-Dura, учені виявили у мишей лише деякі слабкі ознаки ушкодження живої тканини, тоді як сучасні електроди до цього часу зазвичай відторгаються і імплантат перестає працювати.

Кінцева мета досліджень EPFL – створення імплантата, який дозволить паралізованим людям ходити. За словами розробників e-Dura, поки до цього ще далеко, але вже очевидно, що майбутнє за м’якими імплантатами, які максимально відповідають живим тканинам.

Першоджерело

Коментарі

  1. Vitalik 17/01/2015 Відповісти
    • Віктор Хільчук 18/01/2015 Відповісти

Написати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *