Имплантируемая система, управляемая с помощью радиосигналов, позволяет контролировать деятельность мозга подопытного животного.
Редакция ПМ

Оптогенетика — относительно новый метод исследований, использующий световые импульсы для изучения мозга и управления активностью нейронов. Генетически модифицированные нейроны активизируются в ответ на световые импульсы с определенной длиной волны, что позволяет управлять их деятельностью с помощью оптоволокна, вживленного в мозг. Однако провода, выходящие из черепа, затрудняют движения подопытных животных и препятствуют проведению некоторых экспериментов (например, тех, в которых животные должны взаимодействовать друг с другом или находиться в естественной среде обитания). А результаты этих экспериментов важны для разработки методов лечения болезни Паркинсона, наркомании, депрессии и травм спинного мозга.

Решением этой проблемы стало новое гибкое устройство толщиной всего в 20 мкм. И источники света, и датчики, входящие в его конструкцию, по размеру близки к отдельным нейронам. Для питания и управления устройством достаточно радиосигналов — и никаких проводов. Данная разработка может быть использована для вживления не только в мозг, но и в другие ткани, что открывает широкие перспективы использования в исследовательских, диагностических и терапевтических целях.

Имплантат объединяет в себе четыре различных оптоэлектронных устройства, построенных отдельно друг от друга на гибких полимерных подложках, а затем склеенных вместе. Верхний слой — платиновые микроэлектроды, необходимые для стимуляции нейронов и записи их активности. Под ними — кремниевый фотоприемник и группа микроскопических (50 х 50 мкм) светодиодов. Использование светодиодов разных цветов позволяет стимулировать различные группы нейронов, генетически «запрограммированных» реагировать на свет с соответствующими длинами волн. Нижний слой — платиновый датчик температуры. Нить, поддерживающая эту многослойную конструкцию, прикрепляется к микроигле с помощью клея на основе шелка. Когда устройство попадает к месту назначения, клей растворяется, и ученые могут извлечь иглу.

Эксперименты на мышах показали, что вживление данного устройства не вызывает воспаления или инфекции, при этом оно хорошо справляется со своими задачами.

По сообщению IEEE Spectrum

Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.