Новая разработка в развитии нейромодулирующих устройств

28 июля, 2022
IMG 7714 scaled e1659038156724

Первыми, кто открыли эту сферу были Розенблатт и МакКаллох. Они разработали первые нейронные сети в 1956-1965 годах. Это были попытки разработать системы, которые напоминали бы работу человеческого глаза и то, как он взаимодействует с мозгом. Они изобрели устройство, которое назвали перцептроном. Хотя оно было чувствительно к письму, оно могло распознавать алфавитные символы. В течение 1970-х и 1980-х годов количество усилий в этой области искусственного интеллекта постепенно уменьшалось. Первые результаты были слишком скудными. Авторы объясняли неудачи тем, что устаревшие системы имели ограниченную память и медленную производительность.

Выпущенная технология состоит из напечатанных органических электрохимических схем на пластиковой подложке. Эти устройства могут переносить положительные и отрицательные заряды, ионы, электроны, имитируя потенциалы действия, вырабатываемые нейронами. Органические полупроводники обладают рядом преимуществ, включая мягкость, изгибаемость, биосовместимость и биоразлагаемость. Для их работы требуется лишь небольшое количество электроэнергии, что совершенно безопасно как для растений, так и для позвоночных животных.

Исследователи надеются, что эта технология позволит усовершенствовать медицинское оборудование, которое должно иметь тесную связь с нервной системой, например, нейромодулирующие устройства или роботизированные протезы.

Толщина миниатюрного нейрозонда равна приблизительно одной пятой волоса человека

Самая новая разработка на данный момент это миниатюрный нейронный зонд толщиной в одну пятую человеческого волоса. Он был создан учеными Университета Калифорнии в Сан-Диего (США). Зонд могут имплантировать на длительный период без воздействия на иммунную систему благодаря крошечному размеру.

Устройство может быть имплантировано в места, недоступные для других подобных зондов (из-за их размера), например, внутрь спинного мозга между позвонками.Коаксиальный зонд может как выявить электрическую нейронную активность, так произвести их стимуляцию светом, поскольку имеет электрические и оптические каналы. Данный зонд сохраняет свой функционал на протяжении месяца после его имплантации в мозг мыши.

Есть большой потенциал в применении его в медицинских целях. От лечения судорог до уменьшения боли. Возможно именно сейчас мы стоим в начале новой эры технологий регулирования и модификации нейронных тканей. Это очень важное техническое достижения в разработке нейромодулирующих устройств, поскольку полезность таких технологических разработок зависит от того, каким образом они вступают во взаимодействие с нашими нейронами.

Размеры нового микрозонда имеют крошечный диаметр 8-14 микрометров. К примеру, волос человека примерно впятеро толще. Зона, куда может добраться этот зонд, включает в себя крошечные периферические нервы и узкое пространство между спинным мозгом и отдельными позвонками.

Техническая задача ученых включает интеграцию в один зонд 2 канала: первый – для электрической передачи информации от нейронов к внетелесному устройству, а второй – для оптического посыла луча для стимуляции и регулирования соседних нейронов. Пока что, микрозонды были протестированы на мышах, и исследователи обнаружили, что при имплантации в мозг он поддерживает стабильное функционирование в течение одного месяца.

Один из исследователей говорит: “Нам еще многое предстоит узнать о том, как функционирует спинной мозг, как он воспринимает информацию и как конкретные заболевания могут влиять на активность его нейронов или препятствовать ей. Регистрация данных из этой динамичной и небольшой ткани была технически сложной задачей, но мы верим, что наши зонды и следующие варианты данных устройств позволят нам изучить спинной мозг таким образом, что мы сможем изменять его активность, а также понять его на базовом уровне”. Нейрокибернетика и нейрохирургия – это будущее!

Контакты

Eternity Life Forum

Nov 11, 2022
ATTA Center, Riga