Китай и Япония разработиха ултратънък мозъчен имплант с рекордна издръжливост
Екип от учени от Китай и Япония е разработил нов тип ултрагъвкав мозъчен имплант, който може да реши един от най-сериозните проблеми пред интерфейсите между мозък и компютър.
Технологията е създадена от изследователи от Международното висше училище в Шънджън към Университета Цинхуа, Токийския университет и Института за мозъчни науки Шънджън-Хонконг към Китайската академия на науките.
Основният проблем при съществуващите мозъчни импланти е разликата между твърдите метални електроди и меката мозъчна тъкан. С течение на времето движението на мозъка води до триене, възпаления и образуване на белези около импланта. Това постепенно влошава качеството на сигналите и намалява ефективността на устройството.
Новият имплант използва изцяло органичен материал, наречен CHIP (Conductive Hydrogel with Interfacial Percolation). Той представлява проводим хидрогел, който е значително по-мек и по-близък по свойства до мозъчната тъкан.
Досега хидрогелите рядко са били използвани в подобни устройства заради два сериозни недостатъка – ниска електропроводимост и склонност към набъбване при контакт с телесни течности. Това променя формата на електродите и влошава работата на импланта.
Изследователите са решили проблема чрез нов производствен процес. Хидрогелът първо е фиксиран към изключително тънка подложка от парилен, а след това е обработен с прецизна фотолитография в сухо състояние.
Резултатът е електродна матрица със 128 канала и дебелина едва 9 микрометра. Това е по-малко от дебелината на човешки косъм. Плътността на електродите е около десет пъти по-висока от тази при предишните импланти, базирани на хидрогел.
Според публикуваното изследване материалът достига електропроводимост от 2512 S/cm, което позволява регистриране на много слаби невронни сигнали.
За да проверят дълготрайността на технологията, учените имплантират устройствата в мозъците на зайци. В продължение на повече от 550 дни животните осигуряват стабилни невронни данни.
След 18 месеца качеството на сигнала остава на 94% от първоначалното ниво. Анализите на мозъчната тъкан показват минимални признаци на възпаление, липса на сериозна имунна реакция и почти никакво образуване на белези около импланта.
„Получената изцяло органична ECoG матрица се адаптира към повърхността на мозъчната кора, минимизира реакцията към чуждо тяло и осигурява изключително качество на сигнала, като най-дългият запис достига 550 дни„, посочват авторите на изследването.
Допълнителни тестове показват, че материалът издържа на 1000 цикъла на разтягане с деформация до 30%. Това е приблизително максималното натоварване, което реална мозъчна тъкан може да понесе. През цялото време електрическите характеристики остават стабилни, като отклонението в проводимостта е под 4%.
Интерфейсите между мозък и компютър се развиват с бързи темпове през последните години. Един от основните проблеми обаче остава дългосрочната работа на имплантите в човешкото тяло. Новият органичен материал може да се окаже важна стъпка към създаването на мозъчни импланти, способни да функционират надеждно в продължение на десетилетия.
Подобни технологии се разглеждат като ключови за бъдещи медицински приложения, включително възстановяване на двигателни функции, лечение на неврологични заболявания и по-пряка връзка между човека и компютърните системи.
Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.
Вашето дарение от всякакъв размер и по всяко време означава много за нас.
Скъпи читатели,
Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.
Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.
Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.
Вашето дарение от всякакъв размер и по всяко време означава много за нас.
Скъпи читатели,
Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.
Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.
Post Comment