Mózg bez tajemnic. Z tym implantem można na bieżąco monitorować to, co się w nim dzieje

Bezprzewodowy, pozbawiony baterii implant umożliwia monitorowanie procesów zachodzących w mózgu w czasie rzeczywistym. Jak można wykorzystać tę opcję? 
Mózg bez tajemnic. Z tym implantem można na bieżąco monitorować to, co się w nim dzieje

O szczegółach swojego projektu autorzy piszą na łamach ACS Nano. Jak na razie przetestowali implant na zwierzętach innych niż ludzie, ale pierwsze wnioski są zadowalające: przede wszystkim pojawia się scenariusz, w którym możliwe będzie określenie roli, jaką neurochemikalia odgrywają w występowaniu zaburzeń neurologicznych.

Czytaj też: Sztuczne neurony działają. Są niemal identyczne jak te, które występują w naszych mózgach

Dzięki wspomnianemu urządzeniu naukowcy byli w stanie aktywować bądź hamować działanie wybranych neuronów w mózgu za pomocą światła. Jest to tzw. stymulacja optogenetyczna. Poza tym takie podejście umożliwia rejestrowanie aktywności dopaminowej bez potrzeby stosowania wielkogabarytowych urządzeń pomiarowych. Na obecną chwilę nowy instrument pozwala na monitorowanie i modulowanie aktywności mózgu w czasie rzeczywistym i w sposób programowalny u myszy.

Mogłoby się wydawać, że myszy i ludzie to dwa zupełnie inne organizmy, jednak wbrew pozorom gryzonie całkiem trafnie odzwierciedlają to, jak funkcjonuje nasze ciało. Podstawę implantu stanowi zminiaturyzowany czujnik dopaminy wykorzystujący elektrody wykonane z kompozytu włókien węglowych. Kolejny krok polegał na wprowadzeniu bezprzewodowych i pozbawionych baterii obwodów elektronicznych zasilanych przez zewnętrzne anteny transmisyjne. W taki sposób powstał niewielkich rozmiarów, elastyczny implant, którego elementy zostały osadzone za pomocą laserowego rozpraszania i osadzania cienkich warstw.

Nowy implant jest 50-krotnie lżejszy i 10-krotnie mniejszy od dotychczas stosowanych

Miniaturowe rozmiary urządzenia, niezwykle lekka konstrukcja oraz jego bezprzewodowy, bezbateryjny tryb pracy umożliwia badania behawioralne, które w innym przypadku byłyby niemożliwe. Jesteśmy w stanie obserwować, jak działa mózg, gdy zwierzę porusza się i angażuje w naturalistyczne środowiska w sposób niezakłócony, u odizolowanych osobników lub w grupach wchodzących w interakcje społeczne. wyjaśnia John Rogers, jeden z autorów badania

Czytaj też: Pomyśl słowo. Ten implant pomoże je odczytać bezpośrednio z twojego mózgu

Wystarczy dodać, że nowa wersja urządzenia jest 50-krotnie lżejsza i 10-krotnie mniejsza od dotychczas stosowanej, zaawansowanej alternatywy. A na tym imponujące możliwości się nie kończą. Urządzenie było w stanie stymulować wybrane obszary mózgu i rejestrować aktywność dopaminy w odpowiedzi na ekspozycję na opioidy i nalokson u myszy. W przypadku ludzi takie podejście powinno zaprocentować  w kontekście badań nad tym, jak neurochemikalia wpływają na nasze zachowania, skłonności do uzależnień czy rozwój chorób neurologicznych. Twórcy chcieliby natomiast dopracować swój prototyp i pewnego dnia wprowadzić go do sprzedaży.