Кокаин, мозговой имплант и приложение для смартфона позволили управлять крысами

Группа исследователей из Школы электротехники Корейского института передовых технологий (KAIST) разработала управляемый с помощью мобильного приложения мозговой имплант с функцией беспроводной зарядки. Такой формат позволил учёным проводить длительные манипуляции с нейронными цепями без необходимости проведения операций по замене батареи устройства.

Представленный на этой неделе имплант создан из сверхмягких и биосовместимых полимеров, призванных обеспечить ему долгосрочную совместимость с тканями. По данным пресс-релиза, устройство оснащено светодиодами микрометрового размера, установленными на ультратонких зондах толщиной с человеческий волос, что позволяет ему без проводов манипулировать целевыми нейронами в мозге с помощью света.

Для беспроводной зарядки и дистанционного управления имплантом учёные разработали компактную схему, объединившую в себе сборщик энергии с катушечной антенной и низкоэнергетическим чипом Bluetooth. Как отметила пресс-служба университета, переменное магнитное поле может безвредно проникать через ткани и генерировать электричество внутри устройства для зарядки аккумулятора, в то время как Bluetooth-приёмник доставляет программируемые паттерны света, поступающие от мобильного приложения на смартфоне специалиста.

Чтобы изучить эффективность разработки, учёные поместили имплантируемую мягкую оптико-электронную систему в организм нескольких крыс, которым затем вкололи дозу кокаина. Таким образом исследователи хотели проверить, сможет ли их разработка подавить вызываемое наркотиком опьянение и характерное для него поведение. Во время эксперимента имплант успешно подавил эффект кокаина путём точной световой стимуляции соответствующих нейронов-мишеней в мозге крыс с помощью светодиодов, управляемых смартфоном.

По оценке исследователей, в будущем разработанная ими технология совмещения беспроводной зарядки и управления мозговой активностью в одном импланте может найти своё применение в диагностике и лечении психический расстройств и нейродегенеративных заболеваний, таких как наркомания, депрессия и болезнь Паркинсона.

Фото: PR Office / Korea Advanced Institute of Science and Technology