Ученые вживили в мозг животных биочип, постоянно следящий за их мыслями
Канадские биотехнологи создали особый вживляемый "биочип", который может следить за работой мозга и записывать нервные импульсы на протяжении многих месяцев благодаря особой нейроноподобной форме, защищающей его от атак иммунной системы, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
"Мы повторили то, что мать-природа делает в нашей голове и дали нервным клеткам мозга ту среду, в которой они чувствуют себя, как дома. Благодаря этому нам удалось повысить чувствительность замеров в 15 раз и заставить нейроны вступить в "длительные отношения" с нашим чипом", - рассказывает Навид Сайед (Naweed Syed) из университета Калгари (Канада).
Интерфейсы мозг-компьютер (BCI) позволяют считывать и передавать сигналы в нервные клетки мозга и использовать эти сигналы для управления различными устройствами при помощи силы мысли, а также передачи данных из кибернетических приборов в мозг. Сейчас их применение крайне ограничено из-за сложностей в интерпретации сигналов, поступающих из нейронов, а также проблем с имплантацией электродов, их недолговечностью и громоздкостью.
Их главная проблема заключается в том, как объясняют Сайед и его коллеги, что мозг воспринимает электроды как чужеродное тело, и со временем они зарастают "шрамами" глиальной ткани мозга, вызывают воспаление и массу других неприятных последствий, многие из которых пока не были решены учеными. Поэтому электроды обычно крайне редко используются для наблюдений за мозгом на протяжении многих дней и месяцев.
Канадские биотехнологи смогли решить эту проблему, поменяв структуру электродов, которые подключают чип к нейронам. Ученые предположили, что иммунная система считает нейрочипы "чужими" не только из-за отсутствия на их поверхности особых молекул, служащих сигналом "свой-чужой", но и потому, что электроды соединяются с нервными клетками "неестественным" способом.
Они проверили, так ли это на самом деле, изготовив несколько электродов, напоминающих по своим размерам и структуре так называемые "синаптические щели" - место соединения аксона одного нейрона и дендритов второй нервной клетки. Подобные электроды напоминают по своей форме перевернутую букву П, которая как бы "обволакивает" нервную клетку и очень плотно прилегает к ней.
Благодаря такой структуре место соединения электрода и нервной клетки почти не вырабатывает паразитных токов, "утекающих" в межклеточную среду, которые, как предполагают ученые, могут вызывать зарастание точки контакта между клеткой и BCI-чипом. Имплантация нескольких таких электродов в мозг улиток Lymnaea stagnalis показал, что подобные структуры могут записывать сигналы на протяжении нескольких месяцев без вреда для организма и видимых препятствий с его стороны.
До вживления подобных электродов и биочипов в мозг человека пока далеко - текущая версия этого прибора, как объясняют биотехнологи, приспособлена для работы с крупными нервными клетками моллюсков, которые в 4-5 раз больше, чем нейроны нашего мозга. С другой стороны, Сайед и его коллеги не видят никаких принципиальных препятствий для миниатюризации подобных электродов и их приспособления для работы в мозге человека, что они планируют сделать в ближайшие месяцы и годы.
