Учёные Массачусетского технологического института (MIT) разработали инновационный метод, который может заменить сложные нейрохирургические операции простой инъекцией в руку. Они создали крошечные беспроводные биоэлектронные микрочипы, способные самостоятельно находить путь к нужным участкам мозга и встраиваться в ткань без разрезов и трепанации.
Эти микрочипы, известные как «циркулятроники», питаются и управляются по беспроводному каналу. Их задача — точечная стимуляция нейронов, что делает их перспективным инструментом для лечения болезни Альцгеймера, рассеянного склероза и опухолей мозга, где традиционные методы часто неэффективны.
В экспериментах на животных устройства успешно достигли целевых областей мозга, обеспечивая точную электрическую стимуляцию без вреда для окружающих тканей. Новый подход позволяет избежать дорогостоящих и рискованных операций, стоимость которых может достигать сотен тысяч долларов.
Ключевое преимущество технологии — биосовместимость. Перед инъекцией электроны объединяют с живыми клетками, что позволяет организму воспринимать их как естественные элементы. Это позволяет микрочипам преодолевать гематоэнцефалический барьер, естественную защиту мозга от инородных веществ.
Первым применением стало лечение воспаления нервной ткани — основного фактора многих неврологических заболеваний. Исследования показали, что гибридные импланты снижают воспалительные процессы и регулируют активность нейронов в глубоких структурах мозга, не повреждая здоровые клетки.
Руководитель проекта Деблина Саркар, доцент MIT и директор лаборатории Nano-Cybernetic Biotrek, объясняет: «Живые клетки маскируют электронные элементы, что позволяет им свободно перемещаться по сосудам и не вызывать иммунную реакцию».
Каждый микрочип размером меньше рисового зерна в миллиард раз. Он состоит из органических полупроводников между металлическими слоями, собранных в наноструктуру с помощью стандартных CMOS-процессов. После изготовления микросхему соединяют с живыми клетками, создавая гибрид электроники и биологии.
Этот симбиоз позволяет микрочипам находить очаги поражения и воздействовать на них, не затрагивая здоровые ткани. По словам Саркар, частицы срастаются с нейронами, создавая биоэлектронный контур между мозгом и компьютером. Учёные надеются, что новая технология поможет пациентам, которым не подходят медикаменты и стандартные нейростимуляторы.
Лаборатория MIT планирует начать клинические испытания через три года через стартап Cahira Technologies. В будущем исследователи намерены создать более совершенные версии устройств со встроенными сенсорами, системами обратной связи и искусственными нейронами.
Если проект будет успешным, циркулятроника может кардинально изменить нейромедицину, заменив сложные операции простыми инъекциями и объединив электронику и биологию.
Источник: vk.com
Источник: ai-news.ru
