Материалы, используемые в крохотных электродах, которые контактируют с нейронами, а также во всех соединителях, должны быть гибкими, но достаточно прочными, чтобы выдерживать относительно суровые условия в организме. Предыдущие попытки разработать долговечные интерфейсы мозга оказались сложной задачей, потому что естественные биологические реакции организма, такие как воспаление, со временем ухудшают электрические характеристики электродов.
Но что, если бы у нас был какой-то практический способ локального введения противовоспалительных препаратов, когда электроды контактируют с мозгом?В недавнем исследовании, опубликованном в Microsystems Группа корейских исследователей Nanoengineering разработала новый многофункциональный интерфейс мозга, который может одновременно регистрировать активность нейронов и доставлять жидкие лекарства к месту имплантации.
В отличие от существующих жестких устройств, их конструкция имеет гибкую трехмерную структуру, в которой набор микроигл используется для сбора нескольких нейронных сигналов по области, а тонкие металлические проводящие линии передают эти сигналы во внешнюю цепь. Одним из наиболее примечательных аспектов этого исследования является то, что путем стратегической укладки и микрообработки нескольких полимерных слоев ученым удалось включить микрофлюидные каналы в плоскости, параллельной проводящим линиям. Эти каналы подключены к небольшому резервуару (в котором находятся вводимые лекарства) и могут нести постоянный поток жидкости к микроиглам.
Команда проверила свой подход с помощью экспериментов с мозгом на живых крысах, после чего был проведен анализ концентрации лекарства в ткани вокруг игл. Общие результаты очень многообещающие, поскольку профессор Сохи Ким из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (DGIST), Корея, который руководил исследованием, отмечает: «Гибкость и функциональность нашего устройства помогут сделать его более совместимым с биологическими тканями. и уменьшить побочные эффекты, все из которых способствуют увеличению срока службы нейронного интерфейса ».
Разработка надежных многофункциональных интерфейсов мозга имеет значение для многих дисциплин. «Наше устройство может быть подходящим для интерфейсов мозг-машина, которые позволяют парализованным людям двигать руками или ногами роботов, используя свои мысли, а также для лечения неврологических заболеваний с помощью электрической и / или химической стимуляции в течение многих лет», — объясняет доктор Ю На Кан из Корейский институт машиностроения Материалы (КИММ), первый автор исследования. Будем надеяться, что многим людям будет выгодна прямая и прочная связь с мозгом!