Прорив в біоінженерії: Корея створила мозковий чіп з бездротовою зарядкою

Провідний навчальний та дослідницький університет Південної Кореї "Корейський інститут передових технологій" ( "Korea Advanced Institute of Science and Technology", KAIST) створив мікроконтролер мозку з бездротовою зарядкою.

Як повідомляється в публікації KAIST, розробка являє собою крихітний м'який мозковий імплант, що може управлятися дистанційно навіть за допомогою смартфона. Заряджається такий імплант теж дистанційно.

"Це дозволяє проводити тривалі маніпуляції з нейронними ланцюгами без необхідності періодичних хірургічних втручань із заміни батареї імплантату", — повідомили вчені в прес-релізі до свого винаходу. Розробники запевняють, що їхня нова технологія може допомогти виявити і лікувати психічні розлади, а також нейродегенеративні захворювання, такі як залежність, депресія і хвороба Паркінсона.

Цей телефон з надм'яким і біосумісним полімером, що забезпечують "довготривалу сумісність" з живими тканинами. Оснащений світлодіодами мікрометрового розміру (еквівалентними розміром крупинки солі), встановленими на ультратонких зондах (завтовшки з людську волосину), він може без проводів управляти цільовими нейронами в глибоких шарах мозку за допомогою світла.

Під час експерименту дослідники вкололи миші кокаїн, щоб заблокувати її поведінку і дати їм можливість управляти нею за допомогою програми на смартфоні.

Це дослідження, проведене під керівництвом професора KAIST Дже-Вунг Чжона, є якісним "кроком вперед" порівняно з попереднім нейронним пристроєм на імплантаті, який він розробив у 2019 році, завдяки тому, що в цей раз у мікроприлад вдалося помістити технологію бездротової зарядки.

"Технології бездротових пристроїв-імплантів останнім часом стали популярними в ролі альтернативи звичайним імплантатам із зовнішнім кріпленням, оскільки вони допомагають мінімізувати стрес і запалення у тварин, що вільно рухаються, під час досліджень мозку, що, у свою чергу, збільшує термін служби пристроїв", — повідомляється в матеріалі. Наразі дослідження проводяться на мишах.

Як уточнив професор: "Цей потужний пристрій усуває необхідність у додаткових хворобливих операціях із заміни розрядженої батареї в імплантаті, забезпечуючи безперервну хронічну нейромодуляцію".

Нині зазначена "базова технологія" підзарядки може бути застосована до різних типів імплантатів, "включаючи глибокі стимулятори мозку, кардіостимулятори і кардіостимулятори, щоб зменшити навантаження на пацієнтів при тривалому використанні в організмі".

При цьому, проникнення індукційного поля крізь живі тканини є безпечним — організм його просто не помітить, а змінне магнітне поле в цей час може безпечно проникати через тканини і генерувати електрику всередині пристрою для зарядки його мікроакумулятора. Спочатку дослідження було опубліковане 22 січня 2021 року в журналі "Nature Communications", і викликало великий резонанс у наукових колах.

Нагадаємо: нещодавно група дослідників з Великобританії, Німеччини та Японії створила "синтетичні молекули", які можуть заповнювати втрату мозкових клітин, причому без наявності в мозку додаткових імплантів.