Создано гибкое волокно, проводящее импульсы до мозга и обратно

Как сообщает издание Medical Xpress, большой группе исследователей, включающей инженеров, химиков и нейробиологов, среди которых немало выпускников Массачусетского технологического института (MIT), представили гибкое волокно нового типа, которое способно как передавать в мозг, так и принимать из него оптические, химические и электрические сигналы. Несмотря на такое обилие функций, волокно имеет толщину не более человеческого волоса.

Эластичность волокна позволит добиться лучшей интеграции с мозговой тканью, а также, в отличие от своих металлических предшественников, сможет гораздо дольше оставаться в живом организме, не повреждаясь. Используя такое волокно, ученые сумеют гораздо лучше изучить строение различных отделов головного мозга, а также понять взаимосвязь отделов между собой. Волокно спроектировано таким образом, чтобы максимально точно повторять мягкость и эластичность мозговой ткани. В основе нового волокна лежит композитный материал, состоящий из множества слоев токопроводящего полиэтилена и частиц графита. При «укладке» каждого слоя на него оказывается достаточно высокое давление. Таким образом, материал напоминает своего рода «слоеный пирог». Применение такой технологии позволяет увеличить электропроводность материала в 5 раз и уменьшить электроды примерно во столько же.

На фото один из создателей гибкого волокна Шенгюнг Парк. В руках он держит свою разработку, но увидеть ее очень непросто, ведь она тоньше человеческого волоса

В данный момент исследователи уже провели эксперимент на лабораторных мышах: с помощью волокон запустили в организм животных опсины — гены, которые делают нейроны светочувствительными. Через некоторое время с помощью оптического волновода ученые воздействовали на нейроны светом и пронаблюдали за их активностью с целью выявления специфических реакций. Стоит сказать, что ранее для проведения подобной манипуляции требовалось несколько обособленных устройств: иглы для ввода опсинов, оптоволокно для «транспортировки» света, электроды для записи, которые еще и требовалось объединить в единую систему. Благодаря новой технологии потребовалось лишь изобретенное волокно диаметром в 200 микрометров c 6 электродами для регистрации данных.

Благодаря использованию гибкого волокна удалось выяснить, что нейроны остаются светочувствительными после инъекции опсинов в течение 11 дней. Следующей целью исследовательской группы является изготовление еще более тонкого волокна, чтобы максимально приблизить его по свойствам к нервной ткани.