nature_wonder (nature_wonder) wrote,
nature_wonder
nature_wonder

Category:

“Живые электроды” для стимуляции мозга

Идея в том, чтобы роль проводящего кабеля выполнял пучок нервных волокон, вживленных в мозг извне. Авторы радикально решают проблему биосовместимости. Вместо того чтобы искать новые материалы, стремясь снизить иммунный ответ, авторы берут обычные нейроны -- ведь аксон тоже принимает и передает электрический потенциал. Они презентуют концепцию “живых электродов”, которые не только полностью совместимы с тканью, но и растут в ней, точно связываясь с клетками нужного типа.

Нейроны сперва выращивают в полой трубке. Далее ее имплантируют в выбранное место коры, вводят как обычный зонд. Разница в том, что часть трубки, что находится внутри мозга, со временем рассасывается и остается лишь пучок нервных волокон -- по нему можно отправить сигнал в мозг.

В центре -- стандартный электрод, воздействие сильное, но нет избирательности. Справа -- оптрод, избирательность есть, но свет проникает неглубоко. Слева -- живой электрод: высокая избирательность, долгий срок службы, не требует введения вируса в ткани.

Нейроны можно вырастить из стволовых клеток самого человека, тогда организм примет их как своих. Можно их запрограммировать на синаптическую связь только с клетками определенного типа, что даст избирательность стимуляции. Нейронам (живым электродам) можно придать чувствительность к свету, заранее встроив ген светочувствительного белка. Тогда вспышка света запустит потенциал действия, и не нужно подводить ток. И конечно, нейроны в пучке можно по-разному запрограммировать и получить разные режимы стимуляции.

Опыты по выращиванию нейронов в трубках длиной 3.7 мм (А)  и 6 мм (В).

Очевидно, что такой живой электрод интегрируется в ткань мозга и будет работать дольше обычных зондов, гипотетически всю жизнь организма. Один аксон способен синаптически связаться с сотнями и даже тысячами клеток. Авторы пишут, что уже строят живые электроды, где от 5 000 до 50 000 нейронов в колонке, и она лишь в два раза толще человеческого волоса.

Пока идею, похожую на интерфейс из “Аватара”, толком не протестировали, но у авторов богатый опыт в тканевой инженерии.

Не уверен, что именно эта схема взлетит, но направление верное. Электроника будущего, нацеленная на интеграцию с телом, неизбежно будет гибридной. И чем более совместимой, мягкой и неощутимой она будет становиться, тем больше в ней начнет проступать черт живого.

“Engineered Axonal Tracts as “Living Electrodes” for Synaptic-Based Modulation of Neural Circuitry” | Advanced Functional Materials | doi: 10.1002/adfm.201701183

Tags: biology, development, neuroscience, tech
Subscribe

  • Какими могут быть машины будущего

    В 2020-м году мировые сми писали про ксеноботов , причудливых созданий из живых клеток лягушки, их соорудили Джошуа Бонгард с Майклом Левиным.…

  • Психология власти

    Занятная статья в журнале BRAIN (2009): « Синдром гордыни: приобретенное расстройство личности? Исследование президентов США и…

  • Диагноз, поставленный голосами в голове

    Развлеку вас немного одной историей, приключившейся в середине 1980-х. О ней поведал врач-психиатр из больницы Ламбет, что в Лондоне, изложив…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 17 comments

  • Какими могут быть машины будущего

    В 2020-м году мировые сми писали про ксеноботов , причудливых созданий из живых клеток лягушки, их соорудили Джошуа Бонгард с Майклом Левиным.…

  • Психология власти

    Занятная статья в журнале BRAIN (2009): « Синдром гордыни: приобретенное расстройство личности? Исследование президентов США и…

  • Диагноз, поставленный голосами в голове

    Развлеку вас немного одной историей, приключившейся в середине 1980-х. О ней поведал врач-психиатр из больницы Ламбет, что в Лондоне, изложив…