Беспроводной имплантат для мозга отслеживает нейромедиаторы в реальном времени
Ученые разработали беспроводной имплантат без батареи, способный в реальном времени отслеживать сигналы дофамина в мозге мелких лабораторных животных. Это достижение может помочь понять роль нейрохимических веществ в неврологических расстройствах.
Устройство, описанное в исследовании в ACS Nano, активирует или подавляет определенные нейроны в мозге с помощью света (метод оптогенетической стимуляции) и одновременно записывает активность дофамина у свободно перемещающихся подопытных животных.
Ключевые особенности устройства:
- Миниатюрность и легкость: Устройство в 50 раз легче и в 10 раз меньше самых современных аналогов.
- Беспроводное и автономное: Работает без батареи, получая питание от внешних передающих антенн.
- Высокая чувствительность: Датчик дофамина создан на основе композитных электродов из углеродного волокна.
Применение и значение:
В эксперименте устройство стимулировало области мозга и регистрировало активность дофамина в ответ на воздействие опиоидов и налорксона на мышах.
- Филипп Гутруф, старший автор исследования: «Нейрохимический состав мозга изучен хуже, чем электрическая активность, из-за ограничений инструментов. Однако он крайне важен для лечения и диагностики нейродегенеративных заболеваний, таких как Альцгеймер и Паркинсон. Наша разработка поможет понять фундаментальные механизмы и проверить новые методы терапии».
- Джон Роджерс, соавтор: «Устройство позволяет наблюдать за работой мозга, пока животное двигается и ведет себя естественно, что раньше было невозможно».
Планы на будущее:
Исследователи намерены усовершенствовать устройство, чтобы:
- Расширить возможности сенсоров на другие нейромедиаторы, помимо дофамина.
- Обеспечить одновременный интерфейс с несколькими областями мозга.
- Сделать технологию коммерчески доступной для широкого сообщества нейробиологов по низкой цене.