Исследователи из Технического университета Дании, Копенгагенского университета, Университетского колледжа Лондона и других учреждений создали тонкий мозговой электрод с микроскопическими каналами. Устройство получило название microfluidic Axialtrode (микрофлюидный аксиальный электрод), или mAxialtrode. Оно позволяет одновременно регистрировать активность нервных клеток и доставлять лекарства в разные участки мозга.
Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Science. Сейчас разработка предназначена прежде всего для научных исследований. С её помощью учёные смогут изучать прохождение сигналов через разные слои мозга при эпилепсии, формировании памяти и принятии решений.
Концепцию mAxialtrode разработали постдокторант Кунян Суй и доцент Кристос Маркос. По словам Суя, одно устройство объединяет несколько функций, что может сделать эксперименты точнее и уменьшить число имплантов, вводимых в мозг. В перспективе электрод планируют использовать для адресной доставки препаратов вместе с электрической или световой стимуляцией выбранных зон.
В отличие от многих существующих имплантов из твёрдых материалов, включая кремний, новый электрод изготовлен из мягких оптических волокон, напоминающих пластик. Специально скошенный кончик уменьшает размер устройства и повреждение тканей при установке. «Большинство современных мозговых имплантов основаны на твёрдых материалах, таких как кремний, которые могут раздражать мозг и вызывать воспалительные реакции в тканях. Новый имплант отличается тем, что изготовлен из мягких, похожих на пластик оптических волокон и имеет специально скошенный кончик, который делает его меньше и снижает повреждения при введении в мозг», — сказал Кунян Суй.
Внутри волокна проходит сердцевина для передачи света, а вокруг неё расположены восемь каналов для жидкостей и тончайших металлических проводов, регистрирующих электрические сигналы. Диаметр готового устройства составляет менее 0,5 миллиметра, а гибкость позволяет ему двигаться вместе с тканями мозга. Как сообщает ScienceDaily, обычные оптические волокна воздействуют на мозг главным образом через концевую часть, поэтому обычно позволяют работать только с одной зоной, тогда как mAxialtrode рассчитан на несколько участков по всей длине.
Систему проверили не только в лаборатории, но и на живых мышах. Электрод подключали к источникам света, аппаратуре для записи сигналов и небольшим насосам для подачи жидкостей; он стимулировал нервные клетки синим и красным светом и одновременно регистрировал активность коры и гиппокампа. Исследователи вводили разные вещества на отдельных глубинах с интервалом почти три миллиметра, используя одно лёгкое волокно, которое животные переносили без заметных признаков дискомфорта. Разработка пока далека от клинического применения: ей нужны дополнительные испытания, доработка и разрешения регулирующих органов; команда также занимается патентованием технологии и изучает возможность будущих испытаний на пациентах при участии специалистов Копенгагенского университета и Университетского колледжа Лондона.