ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Гибкие электроды решают проблему нейроинтерфейса

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) создали уникальный гибкий имплантат под названием e-Dura, который можно подключить непосредственно к спинному мозгу без риска травмирования и воспаления. Результаты работы ученых опубликованы в издании Science от 8 января 2015 года.

Нейроинтерфейс— это устройство, которое позволяет соединить нервные окончания с электронными устройствами. Экспериментальные нейроинтерфейсы используются, например, для связи нервных окончаний поврежденных конечностей с роботизированными протезами. В перспективе нейроинтерфейсы позволят обойти поврежденные участки спинного мозга и вернуть подвижность парализованным людям. Кроме того, продвинутые нейроинтерфейсы в перспективе могут применяться для управления сложной техникой, такой как экзоскелеты и роботы.

К сожалению, соединить электронику с живыми нервными окончаниями очень сложно.Современные поверхностные имплантаты представляют собой крошечные проводки,которые помещаются на нервные окончания. Однако такие имплантаты не могут работать долго, поскольку человеческие ткани двигаются, например, когда вы наклоняетесь завязать шнурки, длина спинного мозга увеличивается на несколько процентов. В итоге электроды и нервы постоянно перемещаются относительно друг друга, трение вызывает воспаление, рост рубцовой ткани и отторжение имплантата.Таким образом, современные нейроинтерфейсы надежно работают несколько лет, а в отдельных случаях — всего несколько месяцев.

Имплантат e-Dura отличается от жестких современных аналогов тем, что выполнен из мягкого силикона, имитирующего механические свойства живых тканей. Внутри имплантата находятся растягивающиеся золотые проводники и электроды из инновационного композитного материала, состоящего из кремниевых и платиновых микрогранул. Также, внутри имеются микроканалы, по которым к месту соединения электродов и нервов можно подавать различные препараты, например, нейромедиаторы.

Новый имплантат разработан специально для установки на поверхность головного или спинного мозга. Он может контролировать электрические импульсы мозга в режиме реального времени. В ходе экспериментов на мышах имплантат e-Dura позволил с высокой точностью собирать сигналы нервной системы, управляющие ходьбой грызуна. Спустя 2 месяца тестов e-Dura, ученые обнаружили у мышей лишь некоторые слабые признаки повреждения живой ткани, в то время как современные электроды к этому времени обычно отторгаются, и имплантат перестает работать.

Конечная цель исследований EPFL — создание имплантата, который позволит парализованным людям ходить. По словам разработчиков e-Dura, пока до этого еще далеко, но уже очевидно, что будущее за мягкими имплантатами, которые максимально соответствуют живым тканям.

По материалам сайта CNews