Многофункциональный гибкий 3D-интерфейс для мозга

Измерение электрической активности мозга помогло лучше понять его процессы, функции и заболевания. Однако сигналы обычно снимают с кожи головы (ЭЭГ). Прямое получение сигналов изнутри мозга с помощью нейроинтерфейсов в повседневной жизни могло бы вывести нейронауку на новый уровень, но их создание остаётся сложной задачей.

Материалы микроэлектродов и соединителей должны быть гибкими и долговечными, чтобы выдерживать условия внутри тела. Воспалительная реакция организма ухудшает электрические характеристики электродов со временем.

В исследовании, опубликованном в Microsystems & Nanoengineering, корейские учёные создали новый многофункциональный интерфейс, который может одновременно регистрировать нейронную активность и доставлять жидкие препараты к месту имплантации. Устройство имеет гибкую 3D-структуру: массив микропикселей собирает нейронные сигналы, а тонкие металлические проводники передают их во внешнюю схему.

Ключевая инновация — встраивание микрофлюидных каналов, параллельных проводящим линиям, путём послойного нанесения и микрообработки полимеров. Каналы соединены с резервуаром для препаратов и обеспечивают их подачу к микропикселям.

Эксперименты на крысах и анализ концентрации препарата в тканях вокруг игл дали обнадёживающие результаты. Профессор Сохи Ким (DGIST) отметила: «Гибкость и функциональность нашего устройства повышают его совместимость с биологическими тканями и снижают побочные эффекты, что увеличивает срок службы нейроинтерфейса».

Разработка может найти применение в различных областях. Ю На Кан (KIMM), первый автор исследования, заявила: «Наше устройство подходит для интерфейсов "мозг–компьютер", позволяющих парализованным людям двигать роботизированными конечностями силой мысли, и для многолетнего лечения неврологических заболеваний с помощью электрической и/или химической стимуляции».