Дослідники з Данського технічного університету, Копенгагенського університету, University College London та інших наукових установ створили новий надтонкий мозковий імплант, який поєднує одразу три функції. Про це повідомляє Sciencedaily з посиланням на публікацію в журналі Advanced Science.

Імплант отримав назву microfluidic Axialtrode (mAxialtrode). Його конструкція — це гнучке волокно голчастої форми з мікроскопічними каналами вздовж усієї довжини. На відміну від традиційних мозкових імплантів, mAxialtrode може одночасно працювати з кількома ділянками мозку на різній глибині. Пристрій дозволяє:

  • записувати електричну активність нервових клітин;
  • доставляти лікарські речовини безпосередньо до вибраних ділянок;
  • стимулювати нейрони світлом;
  • взаємодіяти з поверхневими та глибшими структурами мозку.

За словами постдокторанта Данського технічного університету Куняна Суя, який розробив концепцію разом із доцентом Крістосом Маркосом, ключова особливість нового імпланта — поєднання гнучкості та багатофункціональності. mAxialtrode виготовлений із м'яких полімерних матеріалів, що зменшує ризик подразнення та запалення тканин мозку, на відміну від жорстких імплантів із кремнію. Крім того, спеціально нахилений кінчик робить пристрій менш травматичним під час введення.

Як працює новий імплант

У центрі mAxialtrode розташоване світлопровідне ядро, навколо якого проходять вісім мікроканалів для транспортування рідин. Усередині каналів можуть бути розміщені тонкі металеві дроти для реєстрації електричної активності. Товщина волокна — менше 0,5 міліметра, а гнучкість дозволяє імпланту рухатися разом із мозковими тканинами, що важливо для довготривалого використання.

Результати випробувань на мишах

Дослідники протестували mAxialtrode на мишах, імплантувавши пристрій у мозок тварин. В експериментах імплант підключали до джерел світла, систем запису сигналів та насосів для доставки рідин. Пристрій дозволяв одночасно стимулювати нейрони світлом різних спектрів і реєструвати електричну активність у різних ділянках мозку, зокрема в корі та гіпокампі. Крім того, дослідники змогли доставляти речовини до окремих ділянок мозку через точки введення, розташовані на різній глибині. За спостереженнями, миші переносили імплант без явних ознак дискомфорту.

«Новий пристрій відрізняється саме поєднанням гнучкості та кількох функцій», — зазначив Кунян Суй.

Перспективи та обмеження

Одна з потенційних сфер застосування mAxialtrode — дослідження епілепсії. За участі доцента Копенгагенського університету Руне В. Берга та доцента University College London Роба К. Вайкса проводилися експерименти з вивчення нейронних ланцюгів, пов'язаних із цією хворобою. Поєднання кількох функцій в одному пристрої може допомогти точніше досліджувати взаємодію різних областей мозку під час патологічної активності.

Наразі технологія перебуває на стадії фундаментальних досліджень. Для клінічного застосування необхідні додаткові експерименти, технічне вдосконалення та проходження регуляторних процедур. Команда розробників працює над патентуванням і вивчає вимоги для майбутніх клінічних випробувань. Якщо подальші дослідження підтвердять безпечність і ефективність mAxialtrode, одна гнучка конструкція може значно розширити можливості нейробіологів у дослідженні та лікуванні мозкових захворювань.