Nature: создан имплант для мозга, отслеживающий активность нейронов

Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона разработали тонкое, мягкое и растягиваемое биоэлектронное устройство, которое можно имплантировать в нервную пластинку головастика — раннюю плоскую структуру, из которой формируется мозг и спинной мозг. Работа опубликована в журнале Nature.

"Аутизм, биполярное расстройство, шизофрения — все это может зарождаться на самых ранних стадиях развития мозга", — отметил профессор биоинженерии Цзя Лю. — "Сейчас просто не существует технологий, позволяющих измерять нейронную активность в этот период. Наша разработка открывает совершенно неизведанную область".

Команда исследователей разработала биоэлектронное устройство на основе фторированных эластомеров, которые по мягкости сопоставимы с живыми тканями, но при этом устойчивы и могут содержать множественные сенсоры. Эти материалы позволили создать импланты, способные "врастать" в мозг, следуя его естественному развитию, и отслеживать активность на протяжении всех эмбриональных стадий — от плоской нервной пластинки до формирования 3D-структуры мозга.

Ранее подобные технологии испытывались на органоидах — мини-органах из стволовых клеток в чашке Петри. Но работа с живыми амфибийными эмбрионами оказалась сложнее: ткань головастика оказалась ещё мягче, чем искусственные культуры, и потребовала полностью переработать материалы и архитектуру устройства.

"Если использовать сам процесс развития мозга, мы сможем размещать датчики по всей 3D-структуре мозга неинвазивно и отслеживать, как меняется активность нейронов с течением времени. Никто до нас этого не делал", — подчёркивает Лю.

Эта работа представляет важный шаг к новым подходам в изучении мозга, ранней диагностике нейропсихических расстройств и созданию высокоточных интерфейсов "мозг–машина" нового поколения.