Мозковий імплантат зможе одночасно «читати думки» та лікувати хворобу Паркінсона

Стартап Inbrain Neuroelectronics з Барселони домігся дозволу на перші у світі експерименти з перспективним нейроімплантатом із графену. На відміну від традиційних металевих електродів для зчитування активності клітин мозку, графен не схильний до електрохімічних змін, що дозволить використовувати більш потужну стимуляцію тканин з вираженим терапевтичним ефектом. Графенові імплантати не просто зчитуватимуть сигнали, вони лікуватимуть.

Занурення електродів імплантатів у мозок або їх тісний контакт із живими тканинами мозку рівнозначно зануренню металу в електроліт. При проходженні навіть слабкого електричного сигналу межі електроліт/метал відбуваються звані фарадеевские (електрохімічні окислювально-відновлювальні) процеси, які поступово знижують ефективність електродів. Ситуація погіршується, якщо потрібно стимулювати тканини мозку сильнішими імпульсами, що, наприклад, необхідно робити щодо терапії (лікування).

Інженери Inbrain Neuroelectronics запропонували обійти це обмеження за допомогою електродів із графену. Графен — це звичайний вуглець з високою провідністю, обумовленою його будовою. В електроліті він не окислюється, не відновлюється. Імплантований в мозок графеновий датчик у вигляді масиву точок мкм розміру зможе зчитувати імпульси з нервової тканини пацієнта і, у разі необхідності, повертати їй стимулюючі імпульси підвищеної потужності без побоювання викликати погіршення в роботі електродів, а в мозок зайвий раз краще не влазити, з чим усе погодяться.

Вперше у світі датчик Inbrain буде випробуваний цього літа в Університеті Манчестера під час операції з видалення пацієнта пухлини головного мозку. Датчик Inbrain буде використовуватися в цьому випадку як реєстратор здорової тканини для визначення меж пухлини, щоб не видалити пацієнту незачеплені хворобою області мозку. На наступному етапі датчик буде випробуваний на хворому на хворобу Паркінсона. Інтерфейс у такому разі міститься в області нігростріарного шляху, що допоможе з високою роздільною здатністю реєструвати мозкову активність пацієнта в процесі його активності.

На другому етапі датчик теж безпосередньо не використовуватиметься для відновлення здоров’я пацієнта. Його завданням стане виявлення симптомів, що вказують на покращення або погіршення перебігу хвороби. Це повинне допомогти знизити прийом часто небезпечних ліків до 50%.

На третьому етапі випробувань графенового нейродатчика його використовуватимуть безпосередньо для терапії хвороби Паркінсона. Запропоноване рішення буде здатне витримати без запуску фарадіївських реакцій у 200 разів сильніший імпульс, ніж металеві електроди. Графенові імплантати компанія вже перевірила на біосумісність із тканинами мозку на «великих тварин» і впевнена, що у людей не виникне проблем сумісності з графеном.

З виробництвом графенових датчиків все досить просто, заявляють у компанії. Вони можуть випускатися на будь-якому навіть не найсучаснішому напівпровідниковому заводі. Їхня товщина становить 10 мкм, а точки-контакти будуть розмірами від 25 до 300 мкм.