Мозкові імпланти — це прекрасна тема для кіберпанк-сюжету, а ще «філософський камінь» вчених. Звичні нам імпланти з металу та твердого пластику занадто жорсткі для ніжної нейронної тканини і через певний час можуть спричинити запалення, утворення шрамів, принісши більше шкоди, аніж користі.

Команда інженерів із Масачусетського технологічного інституту кілька днів тому опублікувала результати своєї роботи над імплантом із м’якого полімеру. Він приймає форму навколишньої тканини, маючи схожу консистенцію, та не подразнює мозок навіть після тривалого використання. Такі імпланти можуть використовуватися для відстежування активності мозку і полегшення симптомів епілепсії, хвороби Паркінсона та тяжких форм клінічної депресії. Випробування все ще йдуть, але навіть проміжні результати вже є доволі обнадійливими .

Команда вчених під керівництвом Суаньї Цзяо (Xuanhe Zhao) винайшла спосіб 3D-друку крихітних плат, м’яких і гнучких, мов резина, що не містять металу. Для цього їм довелося змінити властивості одного з електропровідних полімерів. Ці речовини давно використовуються у промисловості як антистатичне покриття. Проте вони зазвичай рідкі, і якщо спробувати «намалювати» ними електричну схему, то полімер просто розтічеться по поверхні.

Вчені створили прототип м'яких мозкових імплантів

Вчені почали експериментувати з одним із таких полімерів — полістиролсульфонатом (3,4-етилендіокситіофен) або PEDOT:PSS. У своїй звичайній формі він схожий на чорнило за кольором та щільністю: це суміш води та волокон полімеру. Аби ущільнити речовину, команда відокремила волокна від рідини, а потім заново розчинила їх у суміші води та розчинника, утворивши гідрогель (схожий на матеріал для контактних лінз). Експериментальним шляхом вони визначили пропорцію — від 5 до 8 відсотків волокон у гелі — отримавши матеріал, який можна було використовувати для 3D-друку електричних схем.

Прототип надрукованого імпланту розміром 10 мікрон вживили у мозок миші. Він успішно реєстрував активність єдиного нейрону, поки миша жила своїм життям. Більший та складніший імплант зараз випробовується на штучно вирощених нейронах.

«Ми сподіваємося, що після того, як тестування закінчиться, люди зможуть використовувати технологію, щоби швидко створювати різні прилади», — каже Гюнву Юк (Hyunwoo Yuk), один із членів команди. — «Вони зможуть змінити дизайн, запустити програму друку й отримати нову схему за півгодини. Сподіваюся, що це прискорить розробку нейроінтерфейсів, повністю зроблених із м’яких матеріалів».

Юк та Цзяо опублікували результати дослідження у журналі Nature Communications. Співавтори дослідження й інші члени команди — Баоянг Лю (Baoyang Lu), Цзінкун Су (Jingkun Xu), Шен Лін (Shen Lin) та Цзянхон Люо (Jianhong Luo).

Текст: Дар’я Цепкова
Фото обкладинки: надано командою дослідників