Создан имплант, отслеживающий активность нейронов мозга

Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона разработали тонкое, мягкое и растягиваемое биоэлектронное устройство, которое можно имплантировать в нервную пластинку головастика - раннюю плоскую структуру, из которой формируется мозг и спинной мозг.

Работа опубликована в журнале Nature.

«Аутизм, биполярное расстройство, шизофрения - все это может зарождаться на самых ранних стадиях развития мозга», - отметил профессор биоинженерии Цзя Лю. - «Сейчас просто не существует технологий, позволяющих измерять нейронную активность в этот период. Наша разработка открывает совершенно неизведанную область».

Команда исследователей разработала биоэлектронное устройство на основе фторированных эластомеров, которые по мягкости сопоставимы с живыми тканями, но при этом устойчивы и могут содержать множественные сенсоры. Эти материалы позволили создать импланты, способные «врастать» в мозг, следуя его естественному развитию, и отслеживать активность на протяжении всех эмбриональных стадий - от плоской нервной пластинки до формирования 3D-структуры мозга.

Ранее подобные технологии испытывались на органоидах - мини-органах из стволовых клеток в чашке Петри. Но работа с живыми амфибийными эмбрионами оказалась сложнее: ткань головастика оказалась еще мягче, чем искусственные культуры, и потребовала полностью переработать материалы и архитектуру устройства.

«Если использовать сам процесс развития мозга, мы сможем размещать датчики по всей 3D-структуре мозга неинвазивно и отслеживать, как меняется активность нейронов с течением времени. Никто до нас этого не делал», - подчеркивает Лю.

Эта работа представляет важный шаг к новым подходам в изучении мозга, ранней диагностике нейропсихических расстройств и созданию высокоточных интерфейсов «мозг-машина» нового поколения.