Ученые создали беспроводной нейроимплантат для восстановления утраченных чувств

Группа исследователей из Северо-Западного университета представила беспроводное оптогенетическое устройство, способное стимулировать нейроны головного мозга светом, проходящим непосредственно сквозь кости черепа. Технология устраняет необходимость в трепанации черепа для введения оптоволокон или электродов.

Новый нейроинтерфейс представляет собой мягкую и гибкую пластину толщиной меньше монеты. Он имплантируется минимально инвазивным методом под кожу головы, где плотно прилегает к поверхности черепа. Устройство оснащено матрицей из микросветодиодов (до 64 штук), каждый из которых сопоставим по размеру с диаметром человеческого волоса. Беспроводной модуль управления и питания позволяет контролировать каждый светодиод в реальном времени, создавая сложные световые паттерны различной частоты и интенсивности. Это дает возможность имитировать распределенную нейронную активность, связанную с сенсорным опытом.

Эффективность технологии была продемонстрирована в экспериментах на мышах, чьи нейроны в коре головного мозга были генетически модифицированы для реакции на свет с помощью светочувствительных белков. Имплантат точно активировал заданные группы нейронов. Животные, лишенные зрения и слуха, смогли научиться интерпретировать световые сигналы для выполнения поведенческих задач. В отличие от предыдущих разработок, требующих подключения проводов, полностью имплантируемая система не ограничивала естественное передвижение и поведение мышей.

Основным ограничением для применения технологии на людях является необходимость в генной модификации нейронов. Тем не менее, данная разработка открывает новые пути для фундаментальных исследований мозга. Потенциальные области применения включают создание систем для восстановления утраченных чувств, управление роботизированными протезами, реабилитацию после инсультов и модуляцию хронической боли без использования системных препаратов. Результаты исследования готовятся к публикации в журнале Nature Neuroscience.

Источник: New Atlas