Видение бионического глаза на горизонте медицины

Исследование Тель-Авивского университета приближает будущее, где человек и машина станут единым целым.

Профессор Яэль Ханеин из Школы электротехники Тель-Авивского университета проводит фундаментальные исследования, которые могут вернуть зрение слепым глазам, объединяя сетчаточные нервы с электродами для стимуляции роста клеток. Успешные пока что на животных моделях, эти исследования могут однажды заложить основу для имплантатов сетчатки у людей.

Однако, по её словам, до этого ещё далеко. А пока её изобретение, получеловек-полумашина, может использоваться разработчиками лекарств для исследования новых соединений или формул для лечения деликатных нервных тканей в мозге. Исследовательская группа профессора Ханеин недавно опубликовала свою работу в журнале Nanotechnology.

Внедрение идеи

«Мы работаем над созданием интерфейса между искусственными технологиями и нейронами», — говорит профессор Ханеин. «Это может быть полезно для in vitro и in vivo применений и даёт понимание того, как работают нейроны, чтобы мы могли создавать лучшие устройства и лекарства».

Она разработала спагетти-подобную массу наноразмерных (одна миллионная миллиметра) углеродных трубок и, используя электрический ток, заставила живые нейроны из мозга крыс расти на этой искусственной структуре. Рост живых клеток на нано-субстрате — очень сложный процесс, но они хорошо прилипают к структуре, сливаясь с синтетическим электрическим и физическим интерфейсом. Используя новую технологию, разработанную в лаборатории профессора Ханеин, её аспирант Марк Шейн наблюдает, как нейроны общаются и работают вместе.

«Мы пытаемся ответить на очень базовые научные вопросы, — объясняет профессор Ханеин. — Нейроны мигрируют и самоорганизуются, и, используя разработанные нами подходы, мы теперь можем "слышать", как нейроны активируются и общаются друг с другом с помощью электрических импульсов. "Подслушивание" разговоров нейронов позволяет нам ответить на самые базовые вопросы о том, как группы нервов работают вместе. Если мы можем исследовать функциональные нейронные сети в лаборатории, мы можем изучать то, что нельзя увидеть или услышать в целостном мозге, где слишком много сигналов в одном месте».

Вызов Стиву Остину

Одним из применений исследований профессора Ханеин является новый подход к помощи людям с заболеваниями, вызывающими дегенерацию сетчатки. Существует несколько неизлечимых заболеваний сетчатки, таких как пигментный ретинит, и некоторые исследователи изучают протезное устройство, которое могло бы заменить повреждённые клетки.

«Нейроны любят формировать хорошие связи с нашей специальной нанотехнологией, и сейчас мы исследуем возможности для имплантатов сетчатки, — говорит профессор Ханеин. — Наш имплантат сетчатки пытается заменить активность в местах повреждённых клеток, а в случае заболеваний сетчатки — повреждённых фоторецепторов».

Основным прорывом команды стало создание этих искусственных живых «устройств» на гибком наноматериале, подходящем для небольшой области в глазу, где необходим рост новых нейронных связей. Это первый шаг в долгом клиническом процессе, который может привести к улучшению зрения — и, возможно, однажды, к реальному шестимиллионному человеку.