DTU (Технический университет Дании) 6 февраля 2026 г.
Новый тип мозгового имплантата может иметь значение как для исследований мозга, так и для будущего лечения неврологических заболеваний, таких как эпилепсия.
Исследователи из Датского технического университета, Копенгагенского университета, Университетского колледжа Лондона и других организаций разработали длинный, тонкий, как игла, мозговой электрод с каналами — так называемый микрофлюидный аксиальный электрод (mAxialtrode), названный так из-за его способности распределять функциональные интерфейсы по всей длине имплантата, что позволяет регистрировать нейронные сигналы и точно доставлять лекарства в различные области мозга.
Результаты исследования опубликованы в авторитетном журнале Advanced Science.
Эта технология была разработана в первую очередь для фундаментальных исследований мозга. Она может помочь ученым лучше понять, как сигналы распространяются по отделам мозга, например при эпилепсии, нарушениях памяти или принятии решений. В долгосрочной перспективе, как отмечают исследователи, mAxialtrode может найти применение в лечении — например, для адресной доставки лекарств в сочетании с электрической или световой стимуляцией определенных участков мозга.
Постдокторант Куньян Суй, который вместе с доцентом Кристосом Маркосом руководил разработкой концепции mAxialtrode, подчеркивает, что она позволила объединить несколько функций в одном имплантате, что делает исследования мозга менее инвазивными и более точными.
"Большинство современных мозговых имплантатов изготовлены из твердых материалов, таких как кремний, которые могут раздражать мозг и вызывать воспалительные реакции в тканях. Новый имплантат отличается тем, что он сделан из мягких, похожих на пластик оптических волокон и имеет заостренный кончик, что делает его меньше и снижает риск повреждения мозга при установке."
Постдокторант Куньян Суй
Он подчеркивает, что прежде чем эту технологию можно будет использовать в клинической практике, потребуются тщательные испытания, дальнейшая разработка и получение разрешений.
Сегодня исследователи мозга часто используют обычные оптические волокна с плоским концом. Это тонкие стеклянные или пластиковые волокна, которые могут проводить свет глубоко в мозг, например для так называемой оптогенетики, когда нервные клетки активируются светом. Недостаток этого типа волокон в том, что они воздействуют на мозг только в одном месте — на самом кончике.
Самый дальний конец называется дистальным кончиком — другими словами, «носиком» волокна. Здесь происходит все световое излучение и весь контакт с тканями мозга. Это означает, что исследователи могут одновременно стимулировать или измерять активность только в одном слое мозга, хотя многие важные функции мозга связаны с взаимодействием между несколькими слоями и более глубокими областями.
Как построена технология
Игольчатый микроэлектрод mAxialtrode изготавливается по технологии, при которой большой полимерный стержень нагревается и вытягивается в очень тонкое волокно. Этот процесс можно сравнить с изготовлением сахарной нити, только он гораздо более точен. В центре находится стержень, проводящий свет. Вокруг него расположены восемь микроскопических каналов, по которым может циркулировать жидкость, а также очень тонкие металлические провода для электрических измерений.
Волокно толщиной менее половины миллиметра настолько гибкое, что двигается вместе с мозгом, а не прорезает ткани. Разница в жесткости важна, поскольку твердые имплантаты со временем часто вызывают воспалительные реакции в мозге.
Проверенная технология
Исследователи протестировали технологию не только в лабораторных условиях, но и «in vivo», то есть на мышах. Для этого в мозг вживили мозговой электрод, подключенный к источникам света, измерительному оборудованию и небольшим насосам для подачи жидкости.
Эксперименты показали, что исследователи могут стимулировать нервные клетки синим и красным светом, одновременно измерять электрическую активность как в поверхностных, так и в глубоких слоях мозга, таких как кора больших полушарий и гиппокамп, а также вводить различные вещества на разную глубину — на расстоянии почти в три миллиметра друг от друга. Все исследования и стимуляции можно проводить с помощью одного легкого волокна, которое животные могут носить с собой без каких-либо явных признаков дискомфорта.
Эксперименты in vivo и нейрофизиологические исследования проводились в тесном сотрудничестве с доцентом Руне В. Бергом из Копенгагенского университета и доцентом Робом К. Уайксом из Университетского колледжа Лондона, которые поделились своими знаниями в области анализа нейронных цепей и моделей, связанных с эпилепсией.
Исследователи, разработавшие мозговой электрод, в настоящее время патентуют лежащую в его основе технологию и выясняют, можно ли тестировать электрод на пациентах в клинических условиях.
Источник:
Технический университет Дании (DTU)
Ссылка на журнал:
Суи К., и др. (2026). Мультимодальный межслойный анализ нейронных цепей головного мозга с помощью микрофлюидных аксиальных электродов. Передовые научные достижения. DOI: 10.1002/advs.202519744. https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202519744
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся