Прошли первые успешные испытания «нейропыли»

Американские ученые удачно испытали работу «нейропыли» в мускулах и нервах крысы. В будущем такие микроскопические, питающиеся ультразвуком беспроводные датчики разрешат вести наблюдения по всему организму, а также и регистрировать активность нейронов глубоко в мозге. Об опытах с прототипами in vivo говорит статья, опубликованная изданием Neuron.

Идею применения ультразвуковой нейропыли (neurodust) для наблюдения за активностью клеток мозга Мишель Махарбиз (Michel Maharbiz) и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли выдвинули в 2013 г. Авторы обрисовали концепцию устройства, складывающегося из тысяч вольно плавающих свободных датчиков размерами от 10 до 100 мкм, а кроме этого размещенного субкраниально модуля для обеспечения их связью и энергией при помощи обмена ультразвуком. Годом спустя ученые отчитались о первых опытах по сотрудничеству нейропыли с поддерживающим модулем, а сейчас представили первые измерения, совершённые такими датчиками in vivo, в живом организме.

Ryan Neely / UC Berkeley

Серебристый куб на датчике – пьезоэлектрический кристалл. Ryan Neely / UC Berkeley

Любая «нейропылинка» размерами 3?1 х 0,8 мм изолирована инертной эпоксидной смолой, так что открытыми остаются только выходы электродов. В же прячутся пьезоэлектрический кристалл и миниатюрный транзистор, в котором в ответ на механические деформации появляется не сильный напряжение. Внешний модуль (плата размерами приблизительно 6?6 см) каждые 0,1 секунды испускает серии из шести маленьких (540 нс) ультразвуковых импульсов, по окончании чего переходит в режим регистрации сигналов, отраженных кристаллами нейропыли.

Любой датчик покрыт биосовместимым полимером. Ryan Neely / UC Berkeley

Частичное поглощение ультразвуковых волн приводит к деформации этих кристаллов и формирует хватает энергии для тока, текущего через маленький транзистор и модулируемого внешним знаком, поступающим с электродов «нейропылинки». Эти модуляции, в собственную очередь, воздействуют на поведение кристалла и на чертей отраженных волн ультразвука.

«Так, форма отраженных ультразвуковых импульсов кодирует электрофизиологический сигнал, что приобретают имплантированные электроды, и данный сигнал возможно реконструировать при помощи внешнего устройства», — пишут Мишель Махарбиз и его соавторы.

Прототипы устройства на центральной нервной совокупности пока не испытывались. Ученые хирургически имплантировали нейропыль в скелетную мускулатуру и периферические нервы подопытных крыс, собрав эти электронейрографии седалищного нерва и электромиографии икроножной мускулы. Но это показало перспективность ответа, в первую очередь — применения ультразвука для организации сотрудничества между «нейропылинками» и внешним модулем.

Внешнее устройство подает ультразвуковые волны и регистрирует отраженный сигнал. Ryan Neely / UC Berkeley

По подсчетам, проделанным еще в первой статье 2013 светло синий., датчики нейропыли возможно уменьшить до приблизительно 50 мкм — для сравнения, обычный размер животной клетки образовывает 10–30 мкм. Это облегчит их внесение в организм и продлит срок судьбы. Помимо этого, авторы собираются дополнить нейропыль новыми функциями, включая регистрацию химических сигналов, таких как уровень кислорода либо определенных гормонов.

Создатель: Роман Фишман

Случайные записи:

• Новые возможности фуллеренов для медицины, электроники и саперов
• Углеродные нанотрубки могут вызывать рак

Испытания ракетного двигателя РД-107А успешно прошли в Самарской области

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Разработанный в мифи линейный ускоритель дейтронов и легких ионов успешно прошел испытания в дубне

  В Объединенном университете ядерных изучений удачно осуществлен запуск созданного в МИФИ нового линейного ускорителя дейтронов и легких ионов для…

• Idf 2009: intel показала первые 22-нанометровые микросхемы

  C 22 по 24 сентября в Сан-Франциско проходит Форум Intel для разработчиков (Intel Developer Forum, IDF). Выступая в сутки открытия мероприятия, президент…

• Физиками получены первые изображения атомных спинов

  Не смотря на то, что ученые спорят о том, что развивающееся направление – спинтроника – может стать козырем электроники в игре по созданию нового…

• Подведены первые итоги конкурса по привлечению эмигрантов к работе в россии

  По 4 миллиона выделили эмигрантам для реализации проектов в Российской Федерации. Делая указания главы Российской Федерации по привлечению в Россию…