Ученые создают нейроинтерфейс

Опубликовано: 29 октября 2016 года

Группа инженеров из Технического университета Тоёхаси в Японии разработала игольчатые электроды диаметром 5 микрометров. Крошечные устройства помогут исследовать ранее не изученные особенности человеческого мозга и даже создать нейроинтерфейс.

Ученые давно пытаются применять кремниевые игольчатые электроды для изучения головного мозга человека. С их помощью можно записывать и анализировать электрическую активность нейронных цепей.

Однако исследования не увенчались успехом — большинство приборов наносили повреждения тканям мозга. Оказалось, что требуются еще более миниатюрные электроды диаметром не более 10 микрометров.

Японские инженеры разработали игольчатые электроды диаметром всего лишь 5 микрометров, которые могут проникать в мозг, не нанося ему повреждений — это доказали опыты на коре головного мозга мышей.

Ученым удалось регистрировать сигналы мозга в течение продолжительного времени без потери качества.

«Наша технология кремниевых игл позволяет регистрировать нервные импульсы и представляет собой новую методику в электрофизиологии. Разработку можно использовать для изучения загадок мозга и создания нейроинтерфейсов», — рассказал руководитель группы ученых профессор Такеши Кавано. Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.

Есть и другая методика создания интерфейсов, напрямую взаимодействующих с мозгом.

Недавно ученые из Гарвардского университета разработали нейроинтерфейс в форме тонкой проволочной сетки. При соединении с нейронами головного мозга сетка отслеживает их работу и стимулирует активность. Испытания на мышах прошли успешно, и исследователи планируют протестировать технологию на людях.

Нейроинтерфейс схожего типа в начале года представили австралийские ученые. Созданный ими имплантируемый стентрод позволяет управлять бионическими протезами или экзоскелетом силой мысли.

Технологии чтения мыслей обычно предполагают ношение гарнитуры или набора многочисленных датчиков, а иногда даже требуют хирургического вмешательства. Австралийские ученые изобрели совершенно новый тип нейроинтерфейса — имплантируемый электрод, который позволит человеку управлять экзоскелетом силой мысли.

Ученые разработали электрод-сеточку — стентрод (stentrode), который вводится в двигательную область коры головного мозга по крупным сосудам. Конечно, такой метод нельзя назвать неинвазивным, но он несет меньше рисков, чем другие методики, подразумевающие трепанацию.

В разработке интерфейса принимали участие ученые из Королевского госпиталя в Мельбурне, Мельбурнского университета и Института неврологии Флори. Результаты были опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

Стентрод будет регистрировать нейронную активность двигательной области коры мозга и направлять импульсы для управления бионическими протезами или экзоскелетом. Нейроинтерфейс в первую очередь рассчитан на пациентов с травмами позвоночника, которые повлекли к параличу нижних конечностей. В перспективе стентрод позволит управлять сложными механизмами и специальной техникой.

Клинические испытания стентрода с участием добровольцев начнутся уже в 2017 году. Они будут проходить на базе Королевского госпиталя в Мельбурн.

По материалам: hightech.fm