В недавнем исследовании, опубликованном в Microsystems and Nanoengineering, группа корейских ученых представила разработку нового многофункционального 3D нейроинтерфейса, который может одновременно регистрировать нейронную активность и доставлять медикаменты в очаги воспаления.
За последние десятилетия человечество, научившись измерять электрические сигналы мозга, узнало много нового о его процессах и их нарушениях. В большинстве случаев, измерения проводятся с помощью неинвазивных технологий – например, ЭЭГ. В то же время измерение электрической активности с помощью устройств, находящихся непосредственно в мозге – инвазивных нейроинтерфейсов, – может вывести нейронауку и медицину на новый уровень.
Однако исследования с подобными устройствами пока что сильно осложнены реакцией организма на чужеродное тело. Материалы, используемые для электродов, должны быть гибкими и при этом очень стойкими. Ткани вокруг нейроинтерфейса часто воспаляются, а фиксация электрической активности сильно ухудшается со временем, так как они обрастают соединительной тканью. Но группа ученых из университета Тэгу и Корейского института машин и материалов создала нейроинтерфейс с технологией, позволяющей локально активировать подачу противовоспалительных лекарств в места прикрепления электродов.
В отличие от предыдущих устройств, изобретение корейских обладает гибкой 3D-структурой, состоящей из микроиголок, фиксирующих нейронные сигналы, и металлических проводников, отправляющих сигнал к внешнему контуру. Одно из ярких особенностей этого изобретения заключается в том, что ученые смогли провести микротрубочки параллельно проводникам. Эти трубочки соединяют резервуары с лекарством и микроиголки, позволяя отправлять необходимые вещества к месту прикрепления электродов.
Чтобы проверить эффективность своего устройства, ученые провели эксперименты с крысами, анализируя концентрацию лекарств на тканях вокруг иголочек. Как подмечает ведущий исследователь Сохи Ким (Sohee Kim), результаты получились многообещающими.
«Гибкость и функциональность нашего девайса делает его более совместимым с биологическими тканями и снижает неблагоприятные эффекты. Это продлит срок годности нашего изобретения», — говорит он.
Разработка подобных девайсов имеет множество применений в самых разных дисциплинах. Устройство можно использовать для интерфейсов мозг-компьютер, которые помогают парализованным людям управлять механическими конечностями. Также оно может пригодиться для лечения неврологических заболеваний с помощью постоянной стимуляции или доставки лекарств в течение нескольких лет. Авторы отмечают, что это изобретение потенциально сможет принести пользу очень многим людям.
Текст: Мария Глушанина