Супер-тонкі проводи MIT ведуть до нової епохи в мозкових імплантатах
Один пристрій для передачі їх всіх
Багато з наших досліджень функції мозку проводяться з використанням імплантатів, що запис або доставки або електричні, хімічні або оптичні сигнали. Очевидно, що великі успіхи були досягнуті в цих імплантатах, як ми тепер є карти людського мозку і відповідні області, які обробляють певні функції. Розвиток оптогенетики в нейронних системах було значне просування зокрема. Проте, так само, як ми тепер розуміємо, про мозок, є все ще настільки більше, що залишилося, щоб досліджувати. Ось де в дослідженні, опублікованому минулого тижня в журналі Nature Neuroscience вступає в гру.
Дослідження мозку часто покладалися на пристроях, які маніпулюють електричні, хімічні або оптичні сигнали окремо. Комбінуючи їх, як правило, "кілька probabilisitic", за словами Поліни Аникеева, один з більш ніж десятка дослідників з Массачусетського технологічного інституту (MIT) і в інших місцях, які беруть участь в дослідженні. "Ми сказали, що не було б добре, якби у нас був пристрій, яке тільки може зробити все це."
Результатом цього стало оптогенетики пристрій, який використовує волокна всього близько 200 мкм в діаметрі, призначений для імітації гнучкість тканини мозку. Ці багатофункціональні волокна були оброблені з використанням методики дослідник Бенджамін Grena описаний як схожий на використовуваний, щоб зробити Наполеон тісто Mille Feuille. Графітових пластівців були додані до електропровідної поліетилену, який потім пресують. Інший розбризкування пластівців додавали, то був стиснутий і поліетиленові знову, і так далі, поки не будуть створені кілька шарів. Цей метод збільшена провідність полімерів по чотири-п'ять разів.
За словами провідного письменника дослідження, Seongjun Park, "Це дозволило нам зменшити розмір електродів на ту ж величину." Оскільки волокна настільки малі, що вони також можуть залишатися в головному мозку протягом більш тривалого періоду часу. Наступним кроком, відповідно до командою, щоб зменшити ширину волокна ще більше, щоб імітувати властивості нервової тканини краще. "Наступною інженерним завданням є використання матеріалу, який ще м'якше, щоб дійсно відповідати" довколишні тканини мозку, сказав Парк.
Ближче до нервової тканини
У випробуванні, проведеному на мишах, дослідники змогли впровадити вірусні вектори, звані опсини через проточні канали в волокні. Ці проведені гени, які зробили нейрони, чутливі до світла. Почекавши опсини вступили в силу, дослідники направили імпульс світла через оптичний хвилевід. Отриманий в результаті нейронної активності був записаний з використанням шести електродів, виготовлених з одних і тих же волокон, щоб визначити специфічні реакції.
Раніше дослідники знадобилося б кілька окремих пристроїв - голки для ін'єкції, оптичні волокна для доставки світла, а також кілька електродів для запису -Щоб провести цей же експеримент.
Як сказав Джон Роджерс, професор Північно-Західного університету, який не був частиною дослідження, вказав MIT, "автори повідомляють, що деякі надзвичайно складні конструкції і можливості в багатофункціональних волоконних пристроїв, де вони створюють єдину платформу для вираження локалізується, записи і освітлення в оптогенетики дослідженнях функції мозку. Ці види досягнень в області технологій і інструментів, мають важливе значення для прогресу в дослідженнях нейронауки ".
Звичайно, це багатофункціональний волокно буде революціонізувати безперервного дослідження в області функцій мозку. Так як вони настільки малі, "потенційно ми могли б використовувати багато з них для спостереження різних областей діяльності," сказав Аникеева. Зрештою, ці волокна можуть допомогти вченим не тільки зрозуміти мозок краще і розробити вдосконалені плани лікування неврологічних розладів, але і будувати кращі мозок комп'ютерні інтерфейси (BCI), які в даний час використовуються, щоб зробити все від допомоги паралізованим людям ходити знову, щоб допомагати сліпа повернути собі зір.
Список літератури: MIT Новини, Природа Neuroscience
