Вчені створили мозковий імплантат, що повністю працює від дихання користувача
Стимулятори мозку – різновид мозкового імплантату – можуть змінити життя людей, які страждають на неврологічні розлади, такі як хвороба Паркінсона.
А тепер дослідники стверджують у дослідженні, опублікованому минулого місяця в журналі Cells Report Physical Sciences, що вони розробили спосіб зарядки імплантатів виключно через дихальні рухи, що потенційно звільняє їх від брудної механіки зарядки об'єкта всередині людського тіла.
По суті це церебральний кардіостимулятор. Пристрій посилає електричні імпульси глибоко в мозок по вбудованих дротах, допомагаючи регулювати активність мозку, особливо в областях, що контролюють рухові функції. По суті, це може допомогти пацієнтам пом'якшити тремор і скутість, пов'язані з хворобою Паркінсона, а останніми роками це також стало популярним засобом лікування депресії.
Але стимулятори мозку не ідеальні. Кожні 2–3 роки їм потрібна операція із заміни батарей, що дорого та фізично складно.
Тому дослідники з Університету Коннектикуту розробили стимулятор мозку, який використовує енергію, що генерується дихальними рухами у грудній клітці пацієнта. У ньому використовується трибоелектрична зарядка, при якій статична електрика генерується внаслідок тертя, наприклад, коли ви човгаєте по килиму і викликаєте статичний розряд.
По суті, дослідники скористалися цим ефектом, застосувавши трибоелектричний наногенератор до стінки грудної клітки. Вдих і видих змушують стінку тертися об генератор, створюючи струм, який заряджає суперконденсатор, який, своєю чергою, живить стимулятор мозку.
"Ми хотіли, щоб це узгоджувалося з іншими доступними технологіями звичайним чином", — сказав у прес-релізі дослідник Джим Раслінг, хімік з Каліфорнійського університету в Коннектикуті та співавтор нової статті. "В принципі, якщо у когось вже є стимулятор глибокого мозку, ми можемо просто замінити батарею цим генератором без необхідності дооснащення його абсолютно новим пристроєм".
На цей момент наногенератор був протестований на змодельованій грудній клітці свині, в якій використовувалося справжнє легке свині. Під час експериментів наногенератор успішно харчувався від вдихів та видихів легень свині. Але сам стимулятор мозку було підключено до мозку миші, а не свині.
"Це перша система, яка поєднує в собі всі компоненти: ефективний збір енергії, зберігання енергії та керований стимулятор мозку", — сказав співавтор дослідження та колега-хімік з Університету Коннектикуту Іслам Моса. «Ми продемонстрували, що наш автономний стимулятор глибокої активності мозку може періодично стимулювати мозкову тканину, чергуючи періоди стимуляції та періоди відсутності стимуляції, що є ефективним підходом до глибокої стимуляції мозку для лікування психічних захворювань».
Наступним кроком, за словами команди, є перевірка самодостатньої системи на великих тварин.
Джерела: UConn
