Исследователи из Корнеллского университета создали нейроимплантат настолько маленький, что он помещается на одном зерне соли, и способен в течение более года беспроводным образом передавать данные об активности мозга живого организма.
Это революционное достижение, опубликованное в журнале Nature Electronics, подтверждает, что микроэлектронные системы могут функционировать в беспрецедентно малом масштабе. Открытие открывает новые возможности для нейромониторинга, биоинтегрированных сенсоров и других приложений.
Разработку устройства, называемого микромасштабным оптоэлектронным электродом без проводов (Microscale Optoelectronic Tetherless Electrode, MOTE), возглавили профессор Алёша Молнар и доцент Санву Ли. Размеры MOTE составляют примерно 300 микрон в длину и 70 микрон в ширину.
По словам исследователей, это самый маленький нейроимплантат, способный измерять электрическую активность мозга и затем передавать эти данные по беспроводной связи.
Питание MOTE осуществляется с помощью красных и инфракрасных лазерных лучей, которые безвредно проходят через ткань мозга. Для обратной передачи данных устройство использует крошечные импульсы инфракрасного света, которые кодируют электрические сигналы мозга.
Метод передачи данных, применяемый в оптических коммуникациях (например, в спутниковых системах), обеспечивает высокое качество сигнала при минимальном энергопотреблении.
Имплантат был внедрён в бочковидную кору мозга мышей — область, отвечающую за обработку телесных ощущений. В течение года устройство успешно регистрировало сигналы нейронной электрической активности и паттерны синаптической активности, при этом животные оставались здоровыми.
Целью разработки этого устройства было минимизировать повреждения мозговой ткани, так как традиционные электроды и оптоволокна часто вызывают иммунный ответ. Исследователям удалось уменьшить размеры устройства настолько, чтобы свести такие нарушения к минимуму и ускорить регистрацию активности мозга.
Материальный состав MOTE потенциально позволяет осуществлять запись электрической активности мозга даже во время МРТ-сканирования — что в настоящее время трудно осуществимо с существующими имплантатами.
