Fri03202015

Last update08:20:21 PM GMT

04.08.09 04:45

Подключение к мозгу с помощью нанотрубок

Написал  Medforce
Оценить
(0 голоса)
`
МозгРассмотрим исследования в области нейроинженерии – новой дисциплины которая использует технические методы для  исследования функций и  управления реакциями  центральной и периферической нервной системы. Нейроинженерия - междисциплинарная наука, использующая в своей деятельности методы и  разработки клинической и экспериментальной неврологии, и включающая элементы кибернетики, компьютерной инженерии, материаловеденья и нанотехнологий.
 
Для понимания нервного процесса, с целью восстановления потерянной функции или ее повышения, наука должна решить две главные задачи: стимуляции нервной системы и записи ее активности.

Чтобы сделать это нейроинженерия должна  получить полное понимание фундаментальных механизмов и тонкостей клеточной сигнализации и синаптической передачи, и тогда уже разработать технологии для копирования данных механизмов с помощью искусственных устройств и соединить их с нервной системой на клеточном уровне. Первые шаги к точным, информативным и биосовместимым нейральным интерфейсам уже сделаны.

Понимание учеными протоколов работы распределенной нейронной сети было облегчено появлением микроэлектронных матричных записывающих устройств (MEA), способных к записи активности множества нейронов одновременно.

Одновременная запись с многих локализаций в ткани может открыть код действий высшей мозговой деятельности. Доктор Барклей Моррисон ( Dr. Barclay Morrison) в интервью Nanowerk говорит: « В своей деятельности мы начали использовать новый тип MEA  с электродами  сделанными не из металла, а из вертикально ориентированных углеродных нанотрубок (VACNF). Мы показали, что эти устройства могут выполнять стандартные процедуры электрофизиологического исследования на уровне и выше уже сушествующих коммерческих MEA».  

Исследователями уже был показан потенциал  электродов основанных на нанотрубках для установления интерфейса с легковозбудимыми клетками  (Resident Neuroelectrochemical Interfacing Using Carbon Nanofiber Arrays).

Углеродные нанотрубки - электрохимически активные структуры, которые могут быть объединены в параллельные матрицы, используя обычные инструменты и подходы микроинженерии. В противовес к стандартным плоским матрицам, нанотрубки однако обеспечивают новые, не плоскостные, высоко дифференцированные структуры которые могут обеспечивать уникальные возможности для исследования вне и внутри клеточных процессов.

Ранее было продемонстрировано, что эти структуры могут создавать интерфейс с индивидуальными клетками, но не было известно возможно ли соединение с интактной тканью и запись потенциалов, теперь доказательства этому получены, результаты исследования показаны в статье (Vertically Aligned Carbon Nanofiber Arrays Record Electrophysiological Signals from Hippocampal Slices).

Для своих экспериментов, исследователи изготовили устройства состоящие из 40  VACNF электродов. Для записи электрической активности была взята ткань области гиппокампа. Производилась запись как обычной деятельности, так и сигналов после раздражения.

В области нейроинженериии, углеродные электроды имеют несколько потенциальных преимуществ перед другими типами.  Наиболее важно, что эти электроды хорошо подходят для электрохимических измерений в нейронном окружении и могут использоваться  для мониторинга химических изменений нервной ткани. Вмести их способности к восприятию, как электрических сигналов так и уровня медиаторов могут привести к возникновению новых типов протезов.

По материалам Nanowerk
Изменено 04.08.09 04:46