Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона создали инновационное биоэлектронное устройство, которое отличается тонкостью, мягкостью и способностью растягиваться. Это устройство может быть имплантировано в нервную пластинку эмбрионов головастиков, которая является основой для формирования мозга и спинного мозга. Подробности работы опубликованы в журнале Nature.
Профессор биоинженерии Цзя Лю отметил, что такие расстройства, как аутизм, биполярное расстройство и шизофрения, могут формироваться на самых ранних этапах развития мозга. До настоящего времени не существовало технологий, способных измерять нейронную активность на этих стадиях. Новое устройство открывает возможности для исследования этой неизученной области.
Разработка основывается на фторированных эластомерах — мягких, но прочных материалах, которые позволяют интегрировать множество сенсоров и взаимодействовать с живыми тканями. Эти импланты способны следовать развитию мозга, начиная с нервной пластинки и до формирования трехмерной структуры, отслеживая активность на протяжении всех эмбриональных стадий.
Ранее подобные эксперименты проводились с органоидами, созданными из стволовых клеток, однако работа с живыми эмбрионами амфибий оказалась более сложной. Ткани головастика оказались ещё более мягкими, что потребовало пересмотра материалов и конструкций устройства.
Используя естественное развитие мозга, можно размещать датчики неинвазивным способом по всей его трехмерной структуре и наблюдать за изменениями нейронной активности с течением времени, подчеркнул Лю. Такие исследования ранее не проводились.
Эта разработка открывает новые возможности для изучения мозга, ранней диагностики нейропсихических расстройств и создания передовых интерфейсов «мозг–машина». Между тем, ранее в Корее был разработан электродвигатель без использования металла.