Технополис завтра
Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Новости Интересное

Гибкие электроды помогут следить за нейронами долгие годы

Источник: N+1
1.09.2016
Иммуногистохимическое окрашивание среза мозга. Синим показаны участки микрочипа, с которых происходит запись активности. Tian-Ming Fu et al., Nature Methods, 2016

Исследователи Гарвардского университета предложили биосовместимую систему гибких микроэлектродов для долговременного мониторинга активности нейронов в живом мозге.

Испытания устройства на мышах показали, что оно не вызывает воспалительных реакций и будет эффективно работать на протяжении многих месяцев, а возможно и лет. Статья с описанием нового метода опубликована журналом Nature Methods.

Имплантация микроэлектродов в ткани мозга является на сегодняшний день самым точным методом мониторинга активности нейронов и их искусственной стимуляции. Однако установка таких имплантатов требует небезопасного хирургического вмешательство и вызывает воспалительный ответ. Воспаление не только снижает эффективность их работы, но рано или поздно приводит к необходимости полностью удалить электрод или хотя бы переместить его в другое место поблизости.

Все это ограничивает время, в течение которого возможно проводить подобные наблюдения. Поэтому при всей своей точности такой метод не позволяет проследить за долговременными изменениями связей и характера активности нейронов, которые участвуют в процессах созревания и обучения мозга, развитии нейродегенеративных процессов и т.п. Система гибких микроэлектродов, предложенная командой Чарльза Либера (Charles Lieber), лишена этих недостатков: она без каких-либо последствий проработала в организме живых мышей более восьми месяцев, и, по мнению ученых, это далеко не предел.

Гибкая система производится методом фотолитографии и состоит из 16 тончайших металлических электродов, внедренных в мягкую ленту биосовместимого полимера толщиной 800 нм и шириной 20 мкм. Коэффициент упругости такого устройства сравним с соответствующим показателем обычной живой ткани (ок. 0,1 нН/м), и с помощью тонкой иглы она может вноситься в целевую область мозга с точностью примерно до 20 мкм.

Авторы продемонстрировали возможности устройства, внеся его в гиппокамп, а также в соматосенсорные области коры больших полушарий лабораторных мышей и получив четкий сигнал с его электродов. Проверяя работу системы месяц за месяцем, ученые подтвердили стабильность сигнала и возможность непрерывно отслеживать активность индивидуальных клеток без развития воспалительных процессов.

Чарльз Либер и его коллеги уверены, что такие гибкие устройства найдут широкое применение не только в исследованиях мозга, но и в медицине, а возможно и в электронике будущего, предлагая более «мягкий» вариант интеграции электронных компонентов с нервной системой человека. Использование электродов обещает огромные возможности для восстановления утраченных функций мозга, включая память, и если имплантаты не будут вызывать воспаления и других негативных реакций, проекты по «дополнению» нервной системы электроникой смогут выйти на новый уровень. «Именно этим нам придется заняться, если мы хотим воспользоваться всеми преимуществами и того, и другого», — добавил Чарльз Либер, комментируя работу пресс-службе Гарвардского университета.

Роман Фишман


 
Социальные комментарии Cackle
Loading...
Загрузка...

© 2009 Технополис завтра

Перепечатка  материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши  правила  строже  этих,  пожалуйста,  пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.