Управлять мозгом можно будет посредством смартфона

Звоните +7 495 204 2313 или
Обратитесь онлайн
Медицинский консультант расскажет о всех аспектах лечения за рубежом
21 августа 2019

Управлять мозгом можно будет посредством смартфонаКоманда южнокорейских и американских исследователей на днях представила уникальную разработку – мягкий мозговой имплантат, который позволит управлять нейронными цепочками с помощью специального приложения на смартфоне. Это первый в своем роде девайс, способный доставлять лекарства и воздействовать светом на конкретные участки мозга в течение длительного промежутка времени.

Его применение, отмечают авторы, выведет нейробиологические исследования на новый уровень и позволит специалистам лучше разобраться в работе мозга. С помощью нового устройства ученые смогут изучать и повышать эффективность лечения множества неврологических заболеваний, в том числе эпилепсии, болезней Паркинсона и Альцгеймера, некоторых видов зависимости, тяжелой депрессии и хронических болей.

Что такое мозговые имплантаты

Нейроимпланты являются одной из наиболее передовых и перспективных технологий. Это особые устройства, которые, вживляясь в полость черепа, взаимодействуют непосредственно с головным мозгом. В будущем, как надеются ученые, они помогут человеку достичь новой планки эволюции, объединив возможности искусственного и живого мозга. Пока же такие имплантаты используются для восстановления определенных функций мозга за счет стимулирования нужных областей в правильной последовательности. Их применяют для диагностики и лечения ряда неврологических нарушений, в том числе возникших вследствие инсульта или черепно-мозговой травмы.

Имплантируемые в мозг устройства работают за счет воздействия на определенные нейроны лекарственными веществами или светом. До недавнего времени, отмечают ученые, для осуществления такого воздействия использовались жесткие металлические трубки и оптоволокна. Такие мозговые имплантаты, кроме того, что существенно ограничивают подвижность человека из-за связи с громоздким оборудованием, но и из-за жесткой структуры несут риск повреждения мягких тканей мозга. По этой причине для долгосрочного применения они не годятся.

Производители пытались решить эту проблему, используя мягкие зонды и беспроводные платформы. Такой подход действительно позволил значительно снизить вероятность повреждения мозговых тканей и негативных эффектов. Между тем, такие устройства по-прежнему были крупногабаритными и имели сложную и запутанную систему управления, что несло ощутимые неудобства. Но главное, они были неспособны обеспечить доставку лекарственных средств в течение длительного периода времени.

Новый нейроимплант, разработанный американо-корейской командой ученых, лишен недостатков своих предшественников.

Миниатюрные размеры и сменные картриджи

Миниатюрные размеры и сменные картриджи

Обеспечить бесперебойную доставку лекарств разработчики нового устройства решили беспроводным способом, а чтобы справиться с проблемой своевременного пополнения их запасов, придумали использовать сменные картриджи для препаратов. Другими словами, когда один контейнер с терапевтическим веществом опустеет, его можно легко, не «демонтируя» все устройство, заменить новым – полным. Это позволило бы ученым изучать одни и те же нейронные сети на протяжении длительного времени, не беспокоясь о нехватке лекарства.

Эти сменные картриджи были оформлены в виде мозгового имплантата со сверхтонким – толщиной с человеческий волос – мягким зондом, состоящим из микрожидкостных каналов и маленьких светодиодов, по размеру сопоставимых с крупинками соли, которые точно и концентрированно подают свет на различные участки мозга. Свет и лекарственные соединения используются как катализаторы: посредством химической и оптической нейромодуляции устройство воздействует на мозговые клетки.

Прибор частично погружен в ткани мозга, большая же его часть остается снаружи. Управляется он с помощью простого и понятного приложения на смартфоне, а за передачу сигнала отвечает мощный передатчик Bluetooth с низким энергопотреблением. Это позволяет обеспечивать доставку нужного терапевтического препарата в течение продолжительного времени, причем на автономной и управляемой основе.

Успешные испытания

Нынешнее устройство является экспериментальным, оно уже прошло испытания на грызунах. Вживленный нейроимплант оставался в мозге мышей в течение месяца. За это время ученые протестировали настройки управления, анализируя двигательную активность подопытных животных. Исследование показало, что в следующих испытаниях ученые смогут легко воздействовать на любую группу нейронов мозга у мышей, подобрав точную последовательность доставки света и лекарственных препаратов дистанционно, пользуясь беспроводным управлением – даже не присутствуя в лаборатории.

Имея в распоряжении такие мозговые имплантаты, исследователи будут в состоянии проводить полностью автоматизированные испытания на лабораторных грызунах, в которых поведение одного животного сможет влиять на поведение других особей за счет целенаправленной доставки лекарственных веществ или света в нужные зоны мозга.

Новое устройство, кроме того, как ожидается, позволит вывести на новый уровень изучение и диагностику многих нейродегенеративных заболеваний. «Мы надеемся, что с его помощью сможем более качественно анализировать работу нервной системы и добьемся лучшего понимания, как те или иные нейронные связи влияют на поведение человека и его эмоциональное состояние, – говорит один из соавторов уникальной разработки. – Мы также планируем использовать этот девайс в фармакологических исследованиях с целью разработки новых лекарств от неврологических расстройств».

«Наше устройство является детищем передового дизайна электронного оборудования и мощной микро- и наноинженерии, – подчеркивает руководитель проекта южнокорейский профессор Дже-Вонг Чон. – Мы планируем дальнейшее развитие этой технологии, чтобы в итоге получить беспроводной нейроимплант для клинического применения».

Вопросы и ответы

Ни одного вопроса не задано

Задать вопрос

Продолжая использовать данный сайт, Вы принимаете наши правила использования cookie-файлов.

Принимаю