Международная исследовательская группа разработала беспроводное устройство, управляемое смартфоном, которое способно доставлять лекарства прямо в мозг. Оно также может стимулировать клетки мозга с помощью света. Пока что ученые проверили это устройство на мышах.
В своей работе, результаты которой они сообщили в журнале Nature Biomedical Engineering — исследователи из Соединенных Штатов и Республики Корея собрались вместе, чтобы разработать новый мозговой имплантат, способный стимулировать клетки мозга и доставлять лекарства прямо в мозг.
Новым устройством, которое исследователи называют «беспроводным оптофлюидным зондом мозга», можно легко управлять с помощью смартфона.
«Беспроводное нейронное устройство обеспечивает постоянную химическую и оптическую нейромодуляцию, которой никогда раньше не было», — говорит ведущий автор исследования Раза Кази.
Раза Кази связан с Корейским институтом науки и технологий в Тэджоне, Республика Корея, а также с Университетом Колорадо в Боулдере.
Команда разработала новый инструмент в надежде, что когда-нибудь, врачи смогут использовать его, чтобы узнать больше о возможных причинах различных состояний, влияющих на мозг, таких как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, наркомания и клиническая депрессия.
Однако, в настоящее время, исследователи тестируют и совершенствуют свое устройство на мышах.
Создание «революционного устройства»
Команда хотела разработать устройство, которое было бы проще в использовании и служило дольше, чем существующие модели зондов. Существующие модели, когда речь идет о доставке сигналов или лекарств в мозг, имеют тенденцию полагаться на жесткие металлические трубки и оптические волокна.
Старомодные зонды громоздки, и могут вызвать повреждения головного мозга из-за своей жесткости. Кроме того, они могут доставлять в мозг только ограниченное количество лекарств.
Новое устройство гораздо легче. Оно использует крошечные сменные картриджи, которые содержат лекарства. Таким образом, ученые могут при необходимости извлекать и заменять их новыми, заполненными лекарствами картриджами.
Кроме того, зонды, которые использует прибор, очень тонкие — не толще человеческого волоса. Прибор также использует Bluetooth с низким энергопотреблением, который команда может контролировать с помощью технологии смартфонов, чтобы выпускать лекарства в мозг и стимулировать отдельные клетки мозга. Обе эти инновации позволяют исследователям использовать устройство более безопасно и в течение более длительных периодов времени.
Помимо этого, они также смогли создать автоматизированные модели исследования на животных, в которых они могли бы манипулировать поведением животных путем стимулирования определенных клеток мозга с помощью беспроводного устройства.
Автор исследования профессор Майкл Брухас также подчеркивает клинический потенциал устройства, позволяющий исследователям разрабатывать новые методы лечения боли, а также неврологических и психоневрологических состояний.
«Это позволяет нам лучше анализировать основы поведения нервной системы и то, как специфические нейромодуляторы по-разному настраивают поведение мозга», — объясняет он.
«Мы также стремимся использовать это устройство для комплексных фармакологических исследований, которые могут помочь нам разработать новые терапевтические средства для лечения боли, зависимости и эмоциональных расстройств», — добавляет профессор Брухас.
На данный момент исследовательская группа продолжает работу над этим устройством, надеясь, в конечном итоге, применить его для целенаправленных клинических исследований.
«Это революционное устройство — плод передового дизайна электроники и мощной микро и наноразмерной инженерии».
Соавтор исследования профессор Jae-Woong Jeong
«Мы заинтересованы в дальнейшем развитии этой технологии, чтобы, в конечном итоге, сделать мозговой имплантат для клинических применений», — говорит профессор Чон (Тэджон, Корея).
