Исследователи из Технического университета Дании, Копенгагенского университета, Университетского колледжа Лондона и других организаций создали гибкий мозговой электрод с микроскопическими каналами. Устройство получило название microfluidic Axialtrode (микрофлюидный аксиальный электрод, mAxialtrode) и позволяет одновременно регистрировать активность нервных клеток и доставлять препараты в разные участки мозга. Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Science.
Пока разработку рассматривают прежде всего как инструмент для исследований. С её помощью учёные смогут изучать распространение сигналов между слоями мозга при эпилепсии, формировании памяти и принятии решений. В перспективе электрод может применяться для точечной доставки лекарств в сочетании с электрической или световой стимуляцией выбранных областей.
Концепцию mAxialtrode разработали постдокторант Кунян Суй и доцент Христос Маркос. По замыслу авторов, один имплант объединяет несколько функций и может уменьшить необходимость вводить в мозг сразу несколько устройств. «Большинство современных мозговых имплантов изготовлены из твёрдых материалов, таких как кремний, которые могут раздражать мозг и вызывать воспалительные реакции в тканях. Новый имплант отличается тем, что сделан из мягких, похожих на пластик оптических волокон и имеет специально скошенный кончик, который уменьшает его размер и повреждения при введении в мозг», — сказал Кунян Суй.
Обычные оптические волокна обычно воздействуют на нервную ткань только своим плоским торцом, поэтому позволяют стимулировать или контролировать лишь одну точку. Новая конструкция начинается с полимерного стержня, который нагревают и вытягивают в тонкое волокно. В его центре проходит светопроводящая сердцевина, а вокруг неё расположены восемь каналов для жидкостей; внутри каналов также могут находиться тончайшие металлические провода для регистрации электрических сигналов.
Диаметр готового волокна составляет менее половины миллиметра, а гибкость позволяет ему двигаться вместе с тканями мозга. Систему испытали на живых мышах: имплант подключали к источникам света, аппаратуре для записи сигналов и небольшим насосам для подачи жидкостей. Устройство стимулировало нервные клетки синим и красным светом, одновременно регистрируя активность в поверхностных и глубоких отделах, включая кору мозга и гиппокамп.
Исследователи вводили разные вещества на отдельных глубинах, размещая точки доставки почти в трёх миллиметрах друг от друга. Все процедуры выполнялись с помощью одного лёгкого волокна, которое мыши переносили без заметных признаков дискомфорта. Работа проводилась при участии доцента Копенгагенского университета Руне В. Берга и доцента Университетского колледжа Лондона Роба К. Уикса, специализирующихся на нейронных цепях и моделях, связанных с эпилепсией. Команда подала заявку на патент и изучает условия для будущих клинических испытаний, однако до применения у пациентов технологии потребуются дополнительные исследования, доработка и разрешения регулирующих органов, сообщает ScienceDaily.