Mikroskopijna siatka da wgląd w funkcjonowanie mózgu

Elastyczna elektronika, na przykład w formie „elektronicznych tatuaży” świetnie nadaje się do śledzenia pracy niektórych organów ludzkiego ciała. Ale jeśli miałaby ona znaleźć się gdzieś indziej niż na skórze, wymagałoby to skomplikowanej operacji, co zwiększałoby ryzyko. Tym bardziej, jeśli organem tym miałby być mózg. Zespół naukowców z Harvardu postanowił jednak znaleźć sposób, dzięki któremu można byłoby wszczepić elektronikę do wrażliwych organów.

Swoje eksperymenty opisują oni w artykule opublikowanym w najnowszym wydaniu Nature Nanotechnology. Zespół pod kierownictwem profesora Charlesa Liebera zaczął od zbudowania mikroskopijnej siatki z polimerów i metalowych nici. Według ich założeń taka konstrukcja mogłaby pełnić funkcję elektrod służących do śledzenia aktywności lub stymulacji poszczególnych neuronów, ale jednocześnie byłaby wystarczająco delikatna, by nie naruszyć mózgu. Zbudowana przez nich siatka jest jednocześnie na tyle mała, że zmieściła się do szklanej igły o średnicy 100 mikrometrów. A to pozwoliło już na jej wstrzykiwanie.

W pierwszym eksperymencie, w którym siatka została wstrzyknięta w żel imitujący mózg, udało się udowodnić, że po wstrzyknięciu rozwinie się ona nie powodując uszkodzeń. Podczas drugiego eksperymentu siatka została wstrzyknięta myszy. Co prawda podczas operacji nadal konieczne było wywiercenie otworu w czaszce zwierzęcia, ale był on dużo mniejszy niż w przypadku tradycyjnej operacji.

Po pięciu tygodniach od zabiegu siatka byłą już rozwinięta, a badania wykazały, że oplata ona zdrowe neurony. Naukowcom udało się też podłączyć ją do aparatury, dzięki czemu można było zmierzyć aktywność mózgu zwierzęcia.

W przyszłości zespół profesora Liebera zamierza skupić się na tworzeniu większych siatek, które mogłyby być wyposażone w różnego rodzaju sensory. Mają one zostać wszczepione bardzo młodym myszom by sprawdzić, w jaki sposób zachowują się one podczas rozwoju zwierząt. Naukowcy chcieliby też wyposażyć swój wynalazek w interfejs bezprzewodowy. Jeśli testy na zwierzętach okażą się owocne, w przyszłości tego rodzaju siatki mogłyby służyć na przykład do stymulacji odpowiednich obszarów mózgu osób cierpiących na chorobę Parkinsona. Ale do tego jeszcze daleka droga.

Polecamy na stronach Giznet.pl: DARPA Robotics Challenge zakończone