14.10.2011

Создан ультратонкий имплантат для контроля припадков

Тесно контактирующий с мозгом набор электродов позволил записать детальную картину активности нервных клеток животного. В перспективе этот имплантат сможет не только передавать медикам состояние нужного района коры, но и влиять на него.

Новый массив содержит 360 электродов и встроенных кремниевых транзисторов, которые позволяют минимизировать размер необходимой для связи проводки и уплотнить размещение контактов.

Толщина устройства при этом оказалась вчетверо меньше толщины человеческого волоса. Потому оно хорошо контактирует с мозгом, подробно повторяя его изгибы и проникая во впадины, недоступные использовавшейся ранее в таких целях технике.

Один из авторов чипа — Брайан Литт (Brian Litt) из медицинской школы университета Пенсильвании (University of Pennsylvania School of Medicine) – ещё в минувшем году демонстрировал гибкие имплантаты, хорошо совместимые с мозгом. Но в новой работе, проведённой в соавторстве с Джонатаном Вивенти (Jonathan Viventi) из политехнического института Нью-Йоркского университета (NYU-Poly) и рядом других учёных, Литт пошёл дальше.

Создатели нового имплантата не только серьёзно увеличили число контактов в сравнении с предыдущими версиями. Исследователи проверили этот гибкий чип на кошке, записав происходящее в мозге в трёх ситуациях – во сне, при зрительной стимуляции и во время искусственно вызванных (с помощью препаратов) припадков.

«Мы обнаружили, что припадки могут проявляться в виде периодических спиральных волн, распространяющихся в коре головного мозга», — сообщают авторы эксперимента в Nature Neuroscience.

Это открытие важно для поиска средств лечения эпилептических припадков у людей. Во время таких приступов, напоминает EurekAlert, аномальные импульсы в нейронах возникают в синхронизированной быстрой последовательности, что вызывает судороги, потерю сознания и так далее.

Обычные средства борьбы с недугом – лекарства или хирургическое удаление маленького участка мозга, с которого чаще стартуют приступы, помогают не всегда. Авторы работы надеются, что их чип мог бы помочь в таких случаях.

«Мы должны быть в состоянии смоделировать спираль и определить, какая форма сигнала может ей помешать. Или мы можем пронаблюдать за спонтанным прекращением развития этих спиральных волн и попытаться воспроизвести то, что видим, стимулируя мозг электрически», — говорит Литт.

Создатели чипа проводят аналогию с аномальными волнами активности клеток во время фибрилляции желудочков сердца. Тонкий массив электродов, установленный на мозге пациента, мог бы работать аналогично кардиостимулятору.

Леонид Попов

Источники:

1. MEMBRANA