Шелк позволит создавать биоинтегрированные электронные устройства

Шелк используется лишь как средство

Шелк используется лишь как средство "доставки" электродов до клеток мозга, однако, именно он позволяет применять на практике сети из кремниевых электродов.

13.05.2010 (10:52)
Просмотров: 3353
Рейтинг: 2.00
Голосов: 2

Теги:
шёлк, мозг, интеграция,
Естественные науки >> Биология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Американские ученые разработали способ подключения крошечных электрических цепей к мозгу (в том числе и человеческому) при помощи высококачественного биологически совместимого интерфейса на основе шелковых нитей. Новый способ позволяет «опутывать» живые биологические ткани и проводить измерения, не повреждая их.

Мозговые сигналы имеют достаточно низкий уровень, вынуждая для их фиксации использовать большие по площади датчики. В то же время, поверхностная структура мозга, как животных, так и человека, достаточно сложна, что делает задачу исследования электрических сигналов, проходящих по клеткам, практически не решаемой. Жесткие электроды либо обеспечивают слишком малую площадь контакта с клетками (при этом часть поверхности электрода не работает), либо вызывают достаточно масштабные повреждения исследуемого образца.

Таким образом, основная проблема заключается в поиске достаточно гибкого, прочного, но «цепкого» электрода. Несмотря на кажущуюся противоречивость начальных условий поставленной задачи, проблему решила группа ученых из University of Illinois (США), чья работа была опубликована в журнале Nature Materials.

Биоинтегрированные устройства, предложенные исследователями, состоят из множества электродов, выполненных из, казалось бы, обычных материалов. В первую очередь, это кремний. Однако, электроды созданы чрезвычайно тонкими и формируют открытую сеть. Обычно такую сеть было невозможно применять на практике, т.к. она была слишком гибкой. Но в данном случае электроды «монтировались» на шелковые нити, осуществляющие механическую поддержку, столь необходимую для выполнения «подключения», т.е. для подсоединения электродов к нервным клеткам.

После этапа «подключения» ученые удаляли шелковые нити при помощи обычного солевого раствора. Теряя «опору» в виде шелковой нити, открытая сеть из кремниевых электродов сжимается вокруг поверхности нервных клеток. Это происходит благодаря капиллярным явлениям на поверхности сети. Сжатие обеспечивает наилучший контакт электродов с тканями мозга. Благодаря низкому сопротивлению контакта, методика позволяет фиксировать электрические мозговые сигналы с непревзойденной точностью. И самое главное достижение ученых в том, что в данном случае ткань никоим образом не повреждается.

Группа ученых уже провела первые испытания своей методики на модели мозга кошки. Проведенный эксперимент позволил сделать вывод о том, что такая схема позволит получить отличные результаты при измерении мозговых сигналов животных. Кроме того, мозг кошки никак не реагировал на устройство, т.е. не показывал признаков отторжения как минимум в течение четырех недель.

Применить предложенный способ для подключения электронных цепей к биологическим тканям можно уже сейчас в самом широком диапазоне областей, от диагностики таких заболеваний, как эпилепсия, до создания интерфейса мозг-компьютер. Однако, ученые планируют продолжить работы в этом направлении. В частности, первейшей целью будет испытание более сложной электроники, а также разработка электродов с интегрированными активными усилителями, позволяющими повысить качество получаемого сигнала.

В ближайшее время технологию планируется сделать доступной научным группам во всем мире.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:







Rambler's Top100