4166
Міжнародна команда інженерів створила надзвичайно тонкий і гнучкий мозковий імплант, який може виконувати одразу три функції: реєструвати електричні сигнали нейронів, доставляти лікарські речовини та стимулювати нервові клітини світлом. Пристрій отримав назву mAxialtrode.
Розробку представили фахівці Технічного університету Данії, Копенгагенського університету, Університетського коледжу Лондона та інших наукових установ.
Основна ідея полягає в тому, щоб замість кількох окремих інструментів використовувати одне тонке волокно, яке можна вводити в глибокі структури мозку з меншим травмуванням тканини.
Традиційні мозкові електроди часто виготовляють із жорстких матеріалів на кшталт кремнію або металу. Мозкова тканина, навпаки, дуже м’яка та постійно трохи рухається разом із пульсацією судин і рухами тіла.
Через цю різницю жорсткий імплант може подразнювати клітини та викликати імунну реакцію. Навколо нього поступово формується тканинний бар’єр, який погіршує контакт електрода з нейронами.
mAxialtrode виготовлений із м’якого полімерного оптичного волокна та має спеціально скошений кінчик. Це зменшує пошкодження при введенні й дозволяє імпланту краще рухатися разом із тканиною.
Перша функція пристрою — електрофізіологічний запис. Вбудовані електроди реєструють активність нейронів у різних шарах мозку.
Друга можливість — мікрофлюїдна доставка речовин. Усередині волокна проходять мікроскопічні канали, через які можна вводити дуже невеликі дози препарату безпосередньо в потрібну ділянку.
Це потенційно дозволяє зменшувати системні побічні ефекти, адже ліки не обов’язково мають циркулювати по всьому організму.
Третя функція — оптогенетична стимуляція. Світло подається через волокно та активує нейрони, генетично модифіковані для реакції на певну довжину хвилі.
Конструкція дозволяє впливати не лише на одну точку біля кінчика, а й на кілька ділянок уздовж імпланта.
Під час випробувань на мишах mAxialtrode одночасно записував активність, доставляв речовини та стимулював нервові клітини.
Для нейронауки це особливо корисно: дослідник може побачити активність мережі, змінити її роботу й одразу перевірити результат тим самим пристроєм.
Одним із можливих майбутніх застосувань називають епілепсію. Теоретично система могла б реєструвати патологічний сигнал і локально реагувати на нього препаратом або нейростимуляцією.
Однак до використання у людей ще далеко. Потрібні дослідження довгострокової біосумісності, стабільності матеріалів, надійності запису та безпеки введення.
Окремою темою залишаються етичні аспекти технологій, здатних не лише зчитувати, а й активно змінювати роботу нервової системи.
Наразі головна цінність mAxialtrode полягає в тому, що він поєднує кілька лабораторних методів у одному дуже компактному та м’якому інструменті.
